FR3025528A1

FR3025528A1 - VOLUME ELECTRODE FOR ELECTROLYSIS CELL OR APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURE

Info

Publication number: FR3025528A1
Application number: FR1458435A
Authority: FR
Inventors: Arnaud Deschamps; Christophe Puyenchet
Original assignee: SUNHY ENERGY
Current assignee: SUNHY ENERGY
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2016-03-11

Abstract

L'invention propose une électrode volumique mono ou bipolaire pour une cellule d'électrolyse à séparation par membrane ionique ou par diaphragme. Cette électrode comprend un élément d'alimentation électrique étanche aux gaz, sur la surface duquel est appliquée de manière conductrice une structure épaisse d'un matériau conducteur présentant une structure tridimensionnelle perméable aux liquides, de préférence une mousse métallique fixée par soudure par points. Sur une première face située du côté de l'élément d'alimentation électrique, cette structure épaisse présente au moins un réseau de canaux de distribution communiquant entre eux et agencés en un motif se subdivisant pour former une arborescence d'une pluralité de niveaux, dans lequel : - un premier niveau comprend au moins un canal d'entrée communiquant avec la partie d'entrée, et - les canaux de chaque niveau suivant sont formés par une subdivision d'au moins un canal du niveau précédent. Ainsi, un flux de liquide arrivant par la partie d'entrée alimentera tous les canaux du réseau avant de finir par traverser l'épaisseur de la structure épaisse pour parvenir à son côté opposé. De préférence, aucun de ces canaux de distribution ne débouche directement vers la partie de sortie.The invention proposes a mono or bipolar volumic electrode for an electrolytic cell with ionic membrane separation or diaphragm separation. This electrode comprises a gas-tight power supply element, on the surface of which is conductive a thick structure of a conductive material having a three-dimensional structure permeable to liquids, preferably a metal foam fixed by spot welding. On a first face located on the side of the power supply element, this thick structure has at least one network of distribution channels communicating with each other and arranged in a pattern subdivided to form a tree of a plurality of levels, in which: - a first level comprises at least one input channel communicating with the input part, and - the channels of each subsequent level are formed by a subdivision of at least one channel of the previous level. Thus, a flow of liquid arriving through the inlet portion will feed all channels of the network before eventually crossing the thickness of the thick structure to reach its opposite side. Preferably, none of these distribution channels opens directly to the outlet part.

Description

- 1 - « Electrode volumique pour cellule ou appareil d'électrolyse et procédé de fabrication » L'invention concerne une électrode volumique mono ou bipolaire pour une cellule d'électrolyse à séparation par membrane, par exemple de type conductrice ionique ou diaphragme. Cette électrode comprend un élément d'alimentation électrique étanche aux gaz, sur la surface duquel est appliquée de manière conductrice une structure épaisse d'un matériau conducteur présentant une structure tridimensionnelle perméable aux liquides, de préférence une mousse métallique fixée par soudure par points. Sur une première face située du côté de l'élément d'alimentation électrique, cette structure épaisse présente au moins un réseau de canaux de distribution communiquant entre eux et agencés en un motif se subdivisant pour former une arborescence d'une pluralité de niveaux, dans lequel : - un premier niveau comprend au moins un canal d'entrée communiquant avec la partie d'entrée, et - les canaux de chaque niveau suivant sont formés par une subdivision d'au moins un canal du niveau précédent. Ainsi, un flux de liquide arrivant par la partie d'entrée alimentera tous les canaux du réseau avant de finir par traverser l'épaisseur de la structure épaisse pour parvenir à son côté opposé. De préférence, aucun de ces canaux de distribution ne débouche directement vers la partie de sortie.The invention relates to a single or bipolar volumic electrode for a membrane-separated electrolysis cell, for example of an ionic conductive or diaphragm type. This electrode comprises a gas-tight power supply element, on the surface of which is conductive a thick structure of a conductive material having a three-dimensional structure permeable to liquids, preferably a metal foam fixed by spot welding. On a first face located on the side of the power supply element, this thick structure has at least one network of distribution channels communicating with each other and arranged in a pattern subdivided to form a tree of a plurality of levels, in which: - a first level comprises at least one input channel communicating with the input part, and - the channels of each subsequent level are formed by a subdivision of at least one channel of the previous level. Thus, a flow of liquid arriving through the inlet portion will feed all channels of the network before eventually crossing the thickness of the thick structure to reach its opposite side. Preferably, none of these distribution channels opens directly to the outlet part.

Elle concerne en outre une telle électrode dont la face extérieure, dite de collecte, est munie de canaux de collecte de gaz ou de mélange diphasique, de préférence verticaux et de diamètres croissants vers le haut. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une telle électrode.It also relates to such an electrode whose outer face, said collection is provided with gas collection channels or two-phase mixture, preferably vertical and increasing diameters upwards. The invention also relates to a method of manufacturing such an electrode.

Elle concerne en outre un système de production d'hydrogène et d'oxygène gazeux à pression atmosphérique, et son application pour additiver un moteur à combustion interne ou un brûleur. 3025528 -2 Etat de la technique L'électrolyse est une méthode qui permet de réaliser des réactions chimiques grâce à une activation électrique. C'est le processus de conversion de l'énergie électrique en énergie chimique.It also relates to a system for producing hydrogen and oxygen gas at atmospheric pressure, and its application to additiver an internal combustion engine or a burner. 3025528 -2 State of the Art Electrolysis is a method which makes it possible to carry out chemical reactions by means of electrical activation. This is the process of converting electrical energy into chemical energy.

5 L'électrolyse est utilisée dans divers procédés industriels. Dans l'industrie chimique, elle permet par exemple la séparation d'éléments ou la synthèse de composés chimiques. Dans d'autres industries, elle permet de réaliser un dépôt métallique sur la surface d'un objet, ou au contraire de détruire une oxydation existant en surface. Elle permet par exemple la 10 production de dihydrogène et de dioxygène par électrolyse de l'eau, ou la production de chlore. Pour la production de dihydrogène, bien que pouvant être moins performante en termes de volume produit par rapport à d'autres méthodes chimiques telle que le vaporéformage à base de gaz naturel, elle constitue 15 un processus qui permet de grandement limiter les rejets de sous produits indésirables voire polluants ou toxiques. Par rapport aux sources d'énergie à base de combustibles fossiles, elle permet aussi de réaliser une forme de stockage d'énergie en utilisant de l'électricité disponible par ailleurs pour produire et stocker de l'hydrogène.Electrolysis is used in various industrial processes. In the chemical industry, it allows for example the separation of elements or the synthesis of chemical compounds. In other industries, it allows a metallic deposition on the surface of an object, or on the contrary to destroy an oxidation existing on the surface. It allows for example the production of dihydrogen and dioxygen by electrolysis of water, or the production of chlorine. For the production of hydrogen, although it may be less efficient in terms of volume produced than other chemical methods such as steam reforming based on natural gas, it constitutes a process which makes it possible to greatly limit the releases of by-products. undesirable or even polluting or toxic. Compared to fossil fuel based energy sources, it also allows for a form of energy storage using electricity available elsewhere to produce and store hydrogen.

20 Une cellule d'électrolyse se compose d'une électrode positive, la cathode, et d'une électrode négative, l'anode, qui sont reliées à un générateur de courant continu et sont séparées par un électrolyte formant un milieu conducteur ionique. La cellule comprend le plus souvent un catalyseur, par exemple du nickel ou du platine ou palladium ou oxyde 25 d'iridium (Ir02), par exemple le métal des électrodes ou un dépôt réalisé sur la surface des électrodes. Depuis l'origine, et encore maintenant dans de nombreuses applications, l'électrolyse se pratique dans un appareil où les deux électrodes baignent dans un même milieu liquide conducteur formant ainsi 30 un électrolyte entièrement liquide. Dans ce type de configuration, pour une électrolyse produisant deux gaz différents telle que l'électrolyse de l'eau, cette configuration peut présenter des risques de mélanges entre les gaz produits, surtout pour des applications mobiles. Pour éviter cela, il est 3025528 - 3 - possible de prévoir des enceintes spécifiques de recueil, mais cela représente une source d'encombrement et de complexité. Une autre configuration existe dans laquelle les électrodes sont 5 séparées, de manière étanche aux liquides, par un diaphragme de type membranaire poreux ou par une membrane dense conductrice ionique. Cette membrane, ou séparateur membranaire, permet d'éviter les mélanges des gaz produits, mais aussi de rapprocher les électrodes métalliques l'une de l'autre tout en empêchant les courts circuits entre elles.An electrolysis cell consists of a positive electrode, the cathode, and a negative electrode, the anode, which are connected to a DC generator and are separated by an electrolyte forming an ionic conductive medium. The cell most often comprises a catalyst, for example nickel or platinum or palladium or iridium oxide (IrO 2), for example the metal of the electrodes or a deposit produced on the surface of the electrodes. Since the beginning, and still now in many applications, the electrolysis is practiced in an apparatus where the two electrodes bathe in the same conductive liquid medium thus forming a completely liquid electrolyte. In this type of configuration, for an electrolysis producing two different gases such as the electrolysis of water, this configuration may present risks of mixing between the gases produced, especially for mobile applications. To avoid this, it is possible to provide specific collection speakers, but this represents a source of bulk and complexity. Another configuration exists in which the electrodes are separated, in a liquid-tight manner, by a diaphragm of porous membrane type or by a dense ionic conductive membrane. This membrane, or membrane separator, avoids mixtures of the gases produced, but also to bring the metal electrodes from each other while preventing short circuits between them.

10 L'électrolyte liquide et/ou le fluide sujet à une électrolyse sont injectés et circulent alors dans deux espaces séparés par la membrane : le compartiment anodique du côté de l'anode, et le compartiment cathodique du côté de la cathode. Afin d'améliorer leur compacité et leur masse ou permettre des 15 degrés de liberté sur leur encombrement, les systèmes d'électrolyse sont souvent construits par empilement de plusieurs cellules d'électrolyse de ce type, qui sont connectées électriquement entre elles en série ou en série/parallèle. Un tel empilement de cellules d'électrolyse est communément appelé "stack" d'électrolyse.The liquid electrolyte and / or the fluid subject to electrolysis are injected and then circulate in two spaces separated by the membrane: the anode compartment on the anode side, and the cathode compartment on the cathode side. In order to improve their compactness and mass or to allow degrees of freedom over their bulk, the electrolysis systems are often constructed by stacking a plurality of electrolysis cells of this type, which are electrically connected to one another in series or in series. series / parallel. Such an electrolysis cell stack is commonly called an electrolysis stack.

20 Aux extrémités de l'empilement sont positionnées des électrodes dites monopolaires. Au sein de l'empilement, une électrode située entre deux compartiments peut être utilisée comme anode d'un côté et comme cathode de l'autre. Une telle électrode "bipolaire" permet d'augmenter la compacité de la cellule.At the ends of the stack are so-called monopolar electrodes. Within the stack, an electrode located between two compartments can be used as anode on one side and as cathode on the other. Such a "bipolar" electrode makes it possible to increase the compactness of the cell.

25 Par opposition aux électrodes de surface, de type plaque ou barre, pour augmenter la surface de contact entre l'électrode et le liquide à électrolyser, il est connu de réaliser des électrodes dites volumiques. Ces électrodes comportent une partie conductrice formant une structure 30 tridimensionnelle perméable aux liquides, à l'intérieur de laquelle circule le liquide à électrolyser. L'électrode volumique permet ainsi d'augmenter les performances électrolytiques de la cellule d'électrolyse. Dans le cas d'électrodes volumiques dites fixes, par opposition à un lit de particules indépendantes, cette structure tridimensionnelle est rigide et 3025528 - 4 - est fixée sur une base métallique. L'intérêt de la structure tridimensionnelle comme catalyseur ou support catalytique réside dans l'augmentation de la surface active de l'électrode, c'est-à-dire l'augmentation de la surface spécifique de matériaux catalytiques par unité de surface d'électrode. Elle 5 permet en outre de favoriser une circulation des fluides dans le compartiment, tout en rapprochant au maximum les électrodes l'une de l'autre, ce qui constitue un facteur de performance de l'électrolyse. Les électrodes volumiques utilisées dans les procédés électrolytiques, 10 connues de l'état de l'art, sont souvent composées d'un feuillard ou tôle fine métallique, en matériau plein, sur laquelle est soudé un grillage métallique ou une grille de métal déployé. Pour améliorer encore la surface de contact et limiter les risques d'endommagement de la membrane au contact de l'électrode, il est connu 15 de souder la grille sur le feuillard ou la tôle métallique. La technique souvent utilisée est le soudage par points. La soudure par points des grilles est difficilement industrialisable car les fils de la grille sont relativement épais, d'une part, ce qui peut conduire à la perforation du feuillard métallique, et le point de soudure doit se faire à l'endroit même du 20 croisement des fils, d'autre part. Le soudage par points, et en une seule étape, du sandwich grille/feuillard/grille, dans le cas d'une électrode bipolaire, nécessite des ajustements mécaniques complexes et contraignants et une épaisseur de feuillard importante, pesant sur le coût de fabrication et les performances électrolytiques de l'électrode volumique 25 du fait des pertes ohmiques. D'autres électrodes volumiques existent qui utilisent des matériaux poreux réalisés par frittage de poudre métallique. La densité de ce type de structure rigide est élevée compte tenu du mode de fabrication par 30 compactage de poudre métallique puis frittage. La densité massique du matériau est ainsi élevée. Plus récemment, il a été mentionné d'utiliser des mousses métalliques à porosité ouverte, qui permettent des avantages intrinsèques 3025528 - 5 - par rapport à la grille et au matériau poreux fritté pour la réalisation d'électrodes volumiques. Les empilements de cellules d'électrolyse ou stack d'électrolyse comprennent un ou plusieurs puits d'entrée de fluides liquides et un ou 5 plusieurs puits de sortie de fluides liquides, ou de mélanges diphasiques, par compartiments cathodiques et anodiques. Les fluides liquides alimentent l'électrode volumique de manière tangentielle, par la tranche de la mousse métallique située du côté du puits d'entrée. Mais, même si l'ouverture (section de passage équivalent, obtenue 10 par une grande densité de pores très ouverts) de la mousse métallique est importante, la résistance au passage des fluides liquides sur des relatives longues distances limite l'apport de fluides liquides à l'intérieur de la mousse métallique, ou conduit à une inhomogénéité de la distribution des fluides liquides à l'intérieur de la mousse métallique.As opposed to the surface electrodes, of the plate or bar type, to increase the contact area between the electrode and the liquid to be electrolyzed, it is known to produce so-called voluminal electrodes. These electrodes comprise a conductive portion forming a three-dimensional structure permeable to liquids, within which circulates the liquid to be electrolyzed. The voluminal electrode thus makes it possible to increase the electrolytic performance of the electrolysis cell. In the case of so-called fixed solid electrodes, as opposed to a bed of independent particles, this three-dimensional structure is rigid and is fixed on a metal base. The advantage of the three-dimensional structure as catalyst or catalyst support lies in the increase of the active surface of the electrode, that is to say the increase in the specific surface area of catalytic materials per unit electrode area. . It also makes it possible to promote a circulation of fluids in the compartment, while bringing the electrodes as close as possible to one another, which constitutes a performance factor for electrolysis. Volumetric electrodes used in electrolytic processes, known from the state of the art, are often composed of a sheet or metal thin sheet, of solid material, on which is welded a metal mesh or an expanded metal grid. To further improve the contact surface and to limit the risk of damaging the membrane in contact with the electrode, it is known to weld the grid on the strip or metal sheet. The technique often used is spot welding. The spot welding of the grids is difficult to industrialize because the grid wires are relatively thick, on the one hand, which can lead to the perforation of the metal strip, and the weld point must be made at the same location. crossing of the threads, on the other hand. Spot welding, in a single step, of the grid / strip / grid sandwich, in the case of a bipolar electrode, requires complex and restrictive mechanical adjustments and a large strip thickness, weighing on the cost of manufacture and electrolytic performance of the voluminal electrode 25 due to the ohmic losses. Other bulk electrodes exist which use porous materials made by sintering of metal powder. The density of this type of rigid structure is high in view of the method of manufacture by compaction of metal powder and then sintering. The mass density of the material is thus high. More recently, it has been mentioned to use open porosity metal foams which provide intrinsic advantages over the sintered grid and porous material for the production of bulk electrodes. Stacks of electrolysis cells or electrolysis stack include one or more liquid fluid inlet wells and one or more fluid fluid outlet wells, or diphasic mixtures, by cathode and anode compartments. The liquid fluids supply the volumetric electrode tangentially, by the edge of the metal foam located on the side of the inlet well. However, even if the opening (equivalent passage section, obtained by a high density of very open pores) of the metal foam is important, the resistance to the passage of liquid fluids over long distance distances limits the supply of liquid fluids. inside the metal foam, or leads to inhomogeneity of the distribution of liquid fluids within the metal foam.

15 De plus, Les fluides liquides entrants risquent de sortir trop rapidement de la mousse métallique et d'utiliser des espaces de plus grande conductance à l'écoulement des fluides liquides, par exemple l'espace entre la mousse métallique et le séparateur membranaire ou les espaces libres sur les bords bas et latéraux de la mousse métallique.In addition, the incoming liquid fluids may exit the metal foam too quickly and use spaces of greater conductance to the flow of liquid fluids, for example the space between the metal foam and the membrane separator or the free spaces on the low and lateral edges of the metal foam.

20 Il en résulte une utilisation de la surface active de l'électrode volumique qui n'est que partielle, et des performances électrolytiques non optimisées. Ainsi, des freins intrinsèques, tels que leur résistance à l'écoulement des fluides liquides suivant la tranche de la mousse métallique et la liberté 25 pour les fluides liquides d'utiliser des courts circuits d'écoulement limitent fortement le potentiel de telles électrodes et des cellules d'électrolyse qui les utilisent. Dans le cas de procédés électrolytiques avec production de gaz, les 30 stacks d'électrolyse sont préférentiellement positionnés avec leurs électrodes verticales, avec une injection de fluides liquides en position basse du stack d'électrolyse et une sortie des fluides diphasiques en position haute du stack d'électrolyse. 3025528 - 6 - La proportion de gaz augmente dans le mélange diphasique le long de l'axe vertical, ce qui limite l'apport en fluides liquides dans les parties hautes de la mousse métallique et réduit l'activité électrochimique localement sur la partie haute de la cellule d'électrolyse, minimisant 5 également le rendement électrochimique. La coalescence relativement lente des bulles de gaz, pour atteindre le volume seuil de détachement de la surface de l'électrode, est un phénomène bien connu de l'état de l'art, qui limite également les performances électrochimiques des cellules d'électrolyse. Ainsi, les stacks 10 d'électrolyse utilisent parfois un écoulement forcé des fluides liquides afin de favoriser le détachement de bulles de plus petites tailles et ainsi éviter les phénomènes d'écrantage entre les fluides liquides et la surface active de l'électrode volumique. Cela ne suffit pas cependant à éviter complètement ces problèmes, et 15 constitue une source de complexité, d'encombrement, de poids et de coût. Un but de l'invention est de pallier les inconvénients de l'état de la technique et améliorer les performances en rendement électrochimique, pour différents types d'électrolyse mais en particulier pour la production de 20 dihydrogène à partir de l'eau. Plus particulièrement, l'invention vise à permettre une meilleure utilisation de la surface spécifique des électrodes volumiques, un meilleur débit et une meilleure distribution de fluide liquide et/ou diphasique tout en en limitant la puissance des pompes de circulation.This results in a use of the active surface of the volumetric electrode which is only partial, and non-optimized electrolytic performance. Thus, intrinsic brakes, such as their resistance to the flow of liquid fluids following the edge of the metal foam and the freedom for liquid fluids to use short flow circuits, greatly limit the potential of such electrodes and electrolysis cells that use them. In the case of electrolytic processes with gas production, the electrolysis stacks are preferentially positioned with their vertical electrodes, with an injection of liquid fluids in the low position of the electrolysis stack and an output of the two-phase fluids in the stack's up position. electrolysis. The proportion of gas increases in the two-phase mixture along the vertical axis, which limits the supply of liquid fluids in the upper parts of the metal foam and reduces the electrochemical activity locally on the upper part of the the electrolysis cell, also minimizing the electrochemical efficiency. The relatively slow coalescence of the gas bubbles, to reach the detachment threshold volume of the surface of the electrode, is a phenomenon well known in the state of the art, which also limits the electrochemical performance of the electrolysis cells. Thus, the electrolysis stacks sometimes use a forced flow of liquid fluids to promote the detachment of smaller sized bubbles and thus avoid the phenomena of screening between the liquid fluids and the active surface of the bulk electrode. However, this is not enough to completely avoid these problems, and is a source of complexity, bulk, weight and cost. An object of the invention is to overcome the drawbacks of the state of the art and improve the performance in electrochemical efficiency, for different types of electrolysis but in particular for the production of dihydrogen from water. More particularly, the invention aims to allow a better use of the specific surface of the bulk electrodes, a better flow rate and a better liquid and / or two-phase fluid distribution while limiting the power of the circulation pumps.

25 Ces objectifs sont recherchés tout en conservant ou en améliorant les caractéristiques de simplicité, fiabilité et sécurité d'utilisation, ainsi que de souplesse et simplicité de conception, d'adaptation et de fabrication. Exposé de l'invention 30 L'invention propose une électrode volumique d'électrolyse pour une cellule d'électrolyse à séparation par membrane, qui est agencée pour former une électrode monopolaire à l'extrémité d'une cellule d'électrolyse ou une électrode bipolaire entre deux cellules d'électrolyse empilées, au sein d'un appareil d'électrolyse. Cet appareil est d'un type agencé : 3025528 - 7 - - d'une part pour injecter au moins un liquide dans ladite ou lesdites cellules par au moins un puits d'entrée débouchant sur une partie d'entrée de ladite électrode, conventionnellement appelée ici partie basse - peut être située différemment dans le cas d'une circulation forcée, en particulier pour 5 une séparation en produits liquides, et - d'autre part pour recueillir un ou plusieurs liquides et/ou gaz par un ou plusieurs puits de sortie débouchant sur une partie de sortie de ladite électrode, conventionnellement appelée ici partie haute. Cette électrode comprend un élément d'alimentation électrique 10 présentant une surface bidimensionnelle conductrice étanche aux gaz, sur laquelle est appliquée de manière conductrice une structure épaisse d'un matériau conducteur présentant une structure tridimensionnelle perméable aux liquides, typiquement de quelques millimètres et par exemple entre un et dix millimètres.These objectives are sought while maintaining or improving the characteristics of simplicity, reliability and safety of use, as well as flexibility and simplicity of design, adaptation and manufacture. Disclosure of the invention The invention provides an electrolysis volumetric electrode for a membrane-separated electrolysis cell, which is arranged to form a monopolar electrode at the end of an electrolysis cell or a bipolar electrode. between two stacked electrolysis cells, within an electrolysis apparatus. This apparatus is of an arranged type: on the one hand for injecting at least one liquid into said cell or cells by at least one inlet well emerging on an inlet part of said electrode, conventionally called lower part here - may be located differently in the case of forced circulation, in particular for separation into liquid products, and - on the other hand to collect one or more liquids and / or gases through one or more outlets. opening onto an output portion of said electrode, conventionally referred to herein as the upper part. This electrode comprises a power supply element 10 having a gas-tight, conductive two-dimensional surface on which a thick structure of a conductive material having a liquid-permeable three-dimensional structure, typically of a few millimeters, is applied in a conductive manner and for example between one and ten millimeters.

15 Cette structure épaisse présente ainsi une première face, dite face de distribution, du côté plaqué contre l'élément d'alimentation électrique. Du côté opposé à ladite première face, cette structure épaisse présente une deuxième face qui est destinée à être orientée vers un séparateur membranaire, avec ou sans espace entre eux. En particulier, dans le cas 20 d'une configuration dite "zero gap", cette structure épaisse est accolée contre ce séparateur membranaire. Ce séparateur membranaire, typiquement à base de polymère, est d'un type capable de laisser passer un ou plusieurs types d'ions mis en jeu dans l'électrolyse, qui joue donc un rôle d'électrolyte solide, par exemple une membrane ionique échangeuse de 25 protons tout en étant imperméable aux gaz tels que l'oxygène ou l'hydrogène. Il peut s'agir aussi d'autres types de membrane, par exemple une membrane céramique conductrice d'ions 02-, qui joue le rôle de conducteur pour l'anion oxygène, typiquement en zirconium dopé d'ytterbium ; ou d'un diaphragme microstructure présentant une structure 30 lui permettant d'être imbibé de liquide et offrant ainsi un passage lent des ions solvates tout en maintenant un passage des gaz qui est faible ou nul, au moins en l'absence de différence de pression. 3025528 - 8 - Selon l'invention, cette structure épaisse présente sur sa première face au moins un réseau de canaux de distribution communiquant entre eux et agencés en un motif se subdivisant pour former une arborescence d'une pluralité de niveaux, dans lequel : 5 - un premier niveau comprend au moins un canal d'entrée communiquant avec la partie d'entrée, et - les canaux de chaque niveau suivant sont formés par une subdivision d'au moins un canal du niveau précédent. Ainsi, un flux de liquide arrivant par la partie d'entrée alimentera tous 10 les canaux du réseau avant de finir par traverser l'épaisseur de la structure épaisse pour parvenir à son côté opposé. De préférence, aucun de ces canaux de distribution ne débouche directement vers la partie de sortie.This thick structure thus has a first face, called the distribution face, of the plated side against the power supply element. On the opposite side to said first face, this thick structure has a second face which is intended to be oriented towards a membrane separator, with or without space between them. In particular, in the case of a configuration called "zero gap", this thick structure is contiguous against this membrane separator. This membrane separator, typically based on polymer, is of a type capable of passing one or more types of ions involved in electrolysis, which therefore plays a role of solid electrolyte, for example an ion exchange membrane. of 25 protons while being impermeable to gases such as oxygen or hydrogen. It may also be other types of membrane, for example a 02-ion conducting ceramic membrane, which acts as a conductor for the oxygen anion, typically ytterbium-doped zirconium; or a diaphragm microstructure having a structure allowing it to be soaked with liquid and thus providing a slow passage of solvated ions while maintaining a passage of gases that is low or zero, at least in the absence of pressure difference . According to the invention, this thick structure has on its first face at least one network of distribution channels communicating with each other and arranged in a pattern subdivided to form a tree of a plurality of levels, in which: a first level comprises at least one input channel communicating with the input part, and the channels of each subsequent level are formed by a subdivision of at least one channel of the previous level. Thus, a stream of liquid arriving through the inlet portion will supply all the channels of the network before eventually crossing the thickness of the thick structure to reach its opposite side. Preferably, none of these distribution channels opens directly to the outlet part.

15 L'invention permet ainsi d'optimiser le transport de fluides liquides de façon homogène à l'intérieur de la structure épaisse depuis sa face de distribution, afin d'alimenter en fluides liquides avec un débit et une vitesse de déplacement de fluides liquides semblables, en tous points de la mousse métallique.The invention thus makes it possible to optimize the transport of liquid fluids homogeneously inside the thick structure from its distribution face, in order to supply liquid fluids with a flow rate and a movement speed of similar liquid fluids. in all points of the metallic foam.

20 Les caractéristiques de l'invention, et en particulier ce réseau de canaux de distribution, peuvent être mis en oeuvre indépendamment de la surface de l'électrode et s'appliquer notamment aux grandes surfaces d'électrode ; mais aussi indépendamment de sa géométrie, qu'elle soit carrée, rectangulaire, sous forme de disque ou tout autre forme.The characteristics of the invention, and in particular this network of distribution channels, can be implemented independently of the surface of the electrode and particularly apply to large electrode surfaces; but also regardless of its geometry, whether square, rectangular, disc-shaped or any other shape.

25 Un bénéfice obtenu est l'amélioration des performances électrochimiques de l'électrode volumique par une meilleure distribution du fluides liquides et la possibilité de mieux activer le détachement des bulles de gaz, dans le cas d'une production de gaz, le tout de façon homogène dans tout le volume de la mousse métallique.A benefit obtained is the improvement of the electrochemical performances of the voluminal electrode by a better distribution of the liquid fluids and the possibility of better activating the detachment of the gas bubbles, in the case of a gas production, all in a controlled manner. homogeneous throughout the volume of the metal foam.

30 D'autres particularités de l'invention sont exposées ci-après, qui sont prévues pour être mises en oeuvre individuellement ou en combinaison entre elles. 3025528 - 9 - Selon une particularité de l'invention, chaque canal d'au moins un niveau déterminé (et de préférence tous les niveaux) présente une section de passage dont la superficie forme un diamètre apparent qui est inférieur au diamètre apparent du canal du niveau précédent dont il découle.Other features of the invention are set out below, which are intended to be implemented individually or in combination with one another. According to a feature of the invention, each channel of at least one determined level (and preferably all levels) has a passage section whose area forms an apparent diameter which is smaller than the apparent diameter of the channel of the channel. previous level from which it flows.

5 Selon une autre particularité de l'invention, les canaux d'un même niveau d'arborescence présentent entre eux un diamètre apparent qui est plus grand pour ceux situés du côté de la partie de sortie que pour ceux situés du côté de la partie d'entrée. Selon encore une autre particularité de l'invention, l'arborescence du 10 réseau présente un motif formant une figure dite fractale et/ou dans laquelle des canaux formant un motif déterminé dans un niveau déterminé de l'arborescence alimentent eux-mêmes un réseau de canaux formant le même motif au sein d'un niveau suivant de l'arborescence. Il s'agit par exemple d'un motif en forme de "H" alimenté par le centre de sa barre 15 horizontale, et dont les extrémités alimentent elles-mêmes un autre motif en forme de "H" par le centre de sa propre barre horizontale. De préférence, l'élément d'alimentation électrique des électrodes est en matériaux métalliques pleins, de façon à assurer lui-même l'étanchéité 20 du ou des compartiments anodiques et cathodiques qui l'entourent. Cet élément d'alimentation est formé par exemple, d'un feuillard ou de tôle fine métallique. Cet agencement permet en particulier permet d'améliorer la compacité, réduire la masse, et réduire les pertes ohmiques. Des brides de serrage aux extrémités de l'empilement permettent l'assemblage des 25 cellules d'électrolyses et l'étanchéité du stack d'électrolyse ainsi constitué. De préférence, une convection forcée est mise en oeuvre par des pompes de circulation de fluide liquides, par exemple une pour les compartiments cathodiques et une pour les compartiments anodiques. La résistance à l'écoulement des fluides liquides au travers de la mousse 30 métallique le long de l'axe vertical de l'électrode volumique limite le débit de fluides liquides selon l'axe vertical et en conséquence le détachement des bulles. L'apport en fluides liquides dans la cellule permet également d'homogénéiser la température en tous points de l'électrode volumique et 3025528 - 10 - d'éviter ainsi les points chauds conduisant à des problématiques de fluage et de frittage des particules de catalyseurs. En améliorant la circulation des fluides et son homogénéité, l'invention contribue ainsi à réduire aussi ces problèmes d'échauffement et la durée de vie des appareils 5 De préférence, la structure épaisse est réalisée en une mousse métallique fixée sur un élément d'alimentation électrique formé par une plaque ou une feuille métallique. L'utilisation d'une mousse métallique offre potentiellement de nombreux avantages pour améliorer le rendement des systèmes 10 d'électrolyse, en limitant les volumes de matière non utile pour les réactions catalytiques. La grande surface spécifique des mousses métalliques, leur grande ouverture, leur grande taille de pores et leur bonne conductivité électrique par unité de surface permettent d'envisager de meilleures performances électrochimiques que les électrodes volumiques utilisant une 15 grille ou un matériau poreux fritté. En effet, dans le cas d'une structure épaisse formée par une grille, seule la surface du fil de la grille est en contact avec les fluides et participe aux réactions électrochimiques. De plus, la grille doit être en contact électrique avec le feuillard ou la tôle métallique. Dans le cas d'un 20 assemblage de type «zéro gap», le contact électrique entre la grille et le feuillard ou la tôle métallique se fait par serrage mécanique. Il peut alors y avoir risques de perforation du séparateur membranaire et/ ou fluage sous contraintes des matériaux composant la cellule, conduisant à un court-circuit ou une perte de contact électrique entre les différents constituants de 25 la cellule d'électrolyse. Afin de s'affranchir des contraintes dues au maintien par serrage seul, la grille est généralement soudée sur le feuillard ou la tôle métallique, avec les difficultés que cela suppose. Dans le cas d'une structure épaisse formée par un matériau fritté, une part importante de matériau ne participe pas aux réactions 30 catalytiques. La taille des pores du matériau poreux fritté est relativement faible, il en est de même de la densité de pores, c'est-à-dire le nombre de pores par unité de longueur définit l'ouverture du média poreux. Plus l'ouverture du média poreux est élevée plus les fluides peuvent circuler facilement au travers du média poreux. 3025528 - 11 - Les caractéristiques du matériau poreux fritté rendent ainsi plus difficile le transport des espèces liquides et gazeuses au travers du matériau poreux fritté, limitant ainsi les performances de la cellule d'électrolyse. Le coût du matériau est, par ailleurs, plus élevé que pour une grille ou d'autres 5 supports catalytiques. De plus, le soudage par points du sandwich matériau poreux fritté/feuillard métallique/ matériau poreux fritté présente aussi des difficultés, par exemple un risque de perforation du feuillard métallique compte-tenu des énergies importantes misent en jeu. Les mousses métalliques comportent une structure formant un 10 squelette tridimensionnel offrant une grande surface spécifique, une taille de pore importante, ainsi qu'une grande ouverture c'est-à-dire une grande densité de pores par unité de longueur. Un autre intérêt de la mousse métallique réside dans sa faible densité de matière, notamment en regard des matériaux poreux frittés, permettant d'obtenir des électrodes 15 volumiques plus légères pour des performances électro-catalytiques supérieures à la grille et au matériau poreux fritté. Le compromis entre masse, surface active, conductivité électrique et ouverture est très favorable aux mousses métalliques par rapport à la grille et au matériau poreux fritté.According to another particularity of the invention, the channels of the same tree level have between them an apparent diameter which is greater for those situated on the side of the output part than for those situated on the side of the part d. 'Entrance. According to yet another particularity of the invention, the tree structure of the network has a pattern forming a so-called fractal figure and / or in which channels forming a determined pattern in a given level of the tree feed themselves a network of channels forming the same pattern within a next level of the tree. This is for example an "H" shaped pattern fed by the center of its horizontal bar, and whose ends feed themselves another "H" shaped pattern by the center of its own bar horizontal. Preferably, the electrical supply element of the electrodes is made of solid metal materials, so as to ensure itself tightness 20 of the anode and cathode compartments which surround it. This feed element is formed for example of a strip or metal thin sheet. This arrangement makes it possible in particular to improve the compactness, reduce the mass, and reduce the ohmic losses. Clamps at the ends of the stack allow the assembly of the electrolysis cells and the sealing of the electrolysis stack thus formed. Preferably, a forced convection is implemented by liquid fluid circulation pumps, for example one for the cathode compartments and one for the anode compartments. The flow resistance of the liquid fluids through the metal foam along the vertical axis of the bulk electrode limits the flow of liquid fluids along the vertical axis and consequently the detachment of the bubbles. The supply of liquid fluids into the cell also makes it possible to homogenize the temperature in all points of the volumetric electrode and thus to avoid hot spots leading to problems of creep and sintering of the catalyst particles. By improving the flow of fluids and its homogeneity, the invention thus also contributes to reducing these heating problems and the service life of the devices. Preferably, the thick structure is made of a metal foam fixed on a feed member. electric formed by a plate or a metal sheet. The use of a metal foam potentially offers many advantages for improving the efficiency of the electrolysis systems by limiting the volumes of material not useful for the catalytic reactions. The large surface area of metal foams, their large aperture, large pore size, and good electrical conductivity per unit area allows for better electrochemical performance than solid electrodes using a sintered porous material or grid. Indeed, in the case of a thick structure formed by a grid, only the surface of the grid wire is in contact with the fluids and participates in electrochemical reactions. In addition, the grid must be in electrical contact with the strip or sheet metal. In the case of a "zero gap" type assembly, the electrical contact between the gate and the strip or the metal sheet is made by mechanical clamping. There may then be risks of perforation of the membrane separator and / or stress creep of the materials composing the cell, leading to a short-circuit or a loss of electrical contact between the various constituents of the electrolysis cell. In order to overcome the constraints due to maintaining clamping alone, the grid is generally welded to the strip or sheet metal, with the difficulties that entails. In the case of a thick structure formed by a sintered material, a large part of the material does not participate in the catalytic reactions. The pore size of the sintered porous material is relatively small, so is the pore density, i.e., the number of pores per unit length defines the opening of the porous media. The higher the opening of the porous media, the more fluids can flow easily through the porous media. The characteristics of the sintered porous material thus make it more difficult for the liquid and gaseous species to be transported through the sintered porous material, thus limiting the performance of the electrolysis cell. The cost of the material is, moreover, higher than for a grid or other catalytic supports. In addition, the spot welding of the sintered porous material sandwich / metal strip / sintered porous material also presents difficulties, for example a risk of perforation of the metal strip in view of the significant energies involved. The metal foams comprise a structure forming a three-dimensional skeleton having a large specific surface area, a large pore size, and a large aperture, i.e., a high pore density per unit length. Another advantage of the metal foam lies in its low density of material, especially with regard to sintered porous materials, making it possible to obtain lighter volume electrodes 15 for electrocatalytic performances superior to the grid and to the sintered porous material. The compromise between mass, active surface, electrical conductivity and opening is very favorable to metal foams with respect to the grid and the sintered porous material.

20 De préférence, la structure épaisse est fixée sur l'élément d'alimentation électrique au moyen de points de soudure, et la position desdits points de soudure est située à l'extrémité d'un canal formant une branche d'extrémité au sein de l'arborescence du réseau de canaux de distribution.Preferably, the thick structure is attached to the power supply element by means of solder points, and the position of said solder points is located at the end of an end branch channel within the distribution channel network tree.

25 Montage en appui "zéro gap" Selon un mode de réalisation préféré, pouvant combiner tout ou partie des caractéristiques précédentes, les électrodes et leurs supports respectifs sont agencés pour être assemblées autour du ou des séparateurs membranaires selon une géométrie dite "zero gap", c'est-à-dire de façon à 30 l'une ou les deux électrodes de chaque cellule viennent en contact par leur face extérieure (opposée à la face recevant l'alimentation électrique) avec le séparateur membranaire. De préférence, la structure épaisse présente alors sur sa deuxième face, dite de collecte, un ou plusieurs canaux de collecte qui parcourent 3025528 - 12 - ladite deuxième face, avec un diamètre apparent croissant, par exemple de façon linéaire ou par paliers, selon une direction allant depuis la partie d'entrée vers la partie de sortie, et sont de préférence parallèles à et positionnés entre les canaux de distribution formant les dernières branches 5 du dernier niveau de l'arborescence des canaux de distribution. Procédé de fabrication Selon encore un autre aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'une électrode telle qu'exposée ici. Ce procédé comprend une étape d'emboutissage d'une plaque plane de mousse métallique par une 10 empreinte mâle pour former sur sa première face le réseau de canaux d'entrée et de canaux de distribution, en une passe unique avec une empreinte unique et selon une vitesse déterminée suffisamment faible pour obtenir une déformation sans rupture de la structure tridimensionnelle de ladite mousse métallique."Zero Gap" Mounting According to a preferred embodiment, which can combine all or part of the preceding characteristics, the electrodes and their respective supports are arranged to be assembled around the membrane separator (s) in a so-called "zero gap" geometry. that is to say, so that one or both electrodes of each cell come into contact with their outer face (opposite to the face receiving the power supply) with the membrane separator. Preferably, the thick structure then has on its second so-called collection face, one or more collection channels which run through said second face, with an increasing apparent diameter, for example linearly or in stages, according to a direction from the input portion to the output portion, and are preferably parallel to and positioned between the distribution channels forming the last branches of the last level of the distribution channel tree. Manufacturing Method According to yet another aspect, the invention provides a method of manufacturing an electrode as set forth herein. This method comprises a step of stamping a flat sheet of metal foam by a male imprint to form on its first face the network of inlet channels and distribution channels, in a single pass with a unique imprint and according to a determined speed sufficiently low to obtain a deformation without breaking the three-dimensional structure of said metal foam.

15 Les mousses métalliques sont généralement ductiles, ce qui permet d'utiliser des procédés de mise en forme par emboutissage ajustés pour ne pas briser les brins du squelette de la mousse. Alternativement ou en préalable à l'emboutissage, l'opération de fabrication de la mousse métallique comprend la réalisation de la plaque de 20 mousse par coulage dans un moule dont la forme produit un préformage de tout ou partie des canaux de distribution et/ou de collecte. De façon générale, les méthodes de fabrication de mousses métalliques permettent de réaliser différentes épaisseurs, tailles de pores, densités de matière, ouvertures, surfaces spécifiques et même des 25 gradients de porosité dans l'épaisseur de la mousse métallique. Il est également possible de déposer des matériaux catalytiques sur les surfaces de contact des mousses par dépôt en couches minces par voies chimiques, physiques et électrolytiques, plus facilement que pour les matériaux poreux frittés, du fait de leur grande ouverture.The metal foams are generally ductile, which makes it possible to use stamping forming processes adjusted so as not to break the skeleton strands of the foam. Alternatively or in advance to the stamping, the operation of manufacturing the metal foam comprises the production of the foam plate by casting in a mold whose shape produces a preforming of all or part of the distribution channels and / or collection. In general, the methods of making metal foams allow for different thicknesses, pore sizes, material densities, apertures, specific surfaces and even porosity gradients in the thickness of the metal foam. It is also possible to deposit catalytic materials on the contact surfaces of the foams by thin-film deposition by chemical, physical and electrolytic means, more easily than for sintered porous materials, because of their large opening.

30 Dispositif d'électrolyse Selon un autre aspect, l'invention porte en outre sur un dispositif d'électrolyse pour la génération de composés gazeux et/ou liquides par séparation électrochimique d'un ou plusieurs liquides de départ, caractérisé en ce qu'il comprend une ou plusieurs électrodes volumiques telles 3025528 - 13 - qu'exposées ici, et qui sont agencées pour recevoir lesdits liquides de départ par leur partie d'entrée et fournir un ou plusieurs des composés générés par leur partie de sortie. Applications particulières 5 Selon encore un autre aspect, l'invention porte sur un système de production d'hydrogène gazeux comprenant une électrode ou un dispositif d'électrolyse tel qu'exposé ici, par exemple de la façon décrite dans le document EP 2 463 949. Dans ce cadre, une particularité de l'invention porte sur un tel 10 système qui est agencé pour produire un débit d'hydrogène (et possiblement d'oxygène) gazeux et le transférer à pression ambiante, c'est-à-dire à la pression à laquelle il est produit et par exemple à pression atmosphérique, ou après une faible compression par exemple d'un facteur de moins de dix. Cette production gazeuse est utilisée par exemple pour 15 enrichir une alimentation d'air d'un moteur à combustion interne. Pour un tel système, l'invention propose une application dans laquelle ce système comprend, ou est agencé pour être connecté à, une réserve embarquée d'énergie électrique (notamment sous la forme d'un accumulateur électrochimique). Dans cette application, ce système est 20 agencé pour enrichir l'alimentation d'air d'un moteur thermique de véhicule ou d'un appareil ou moteur thermique embarqué dans un véhicule. Alternativement, l'invention propose aussi une application dans laquelle un tel système est agencé pour produire un débit d'hydrogène et possiblement d'oxygène gazeux et le transférer à pression ambiante pour 25 enrichir une alimentation d'air d'un brûleur, notamment au sein d'une chaudière. Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.Electrolysis device According to another aspect, the invention further relates to an electrolysis device for the generation of gaseous and / or liquid compounds by electrochemical separation of one or more starting liquids, characterized in that comprises one or more bulk electrodes as set forth herein, and which are arranged to receive said starting liquids at their inlet portion and provide one or more of the compounds generated by their output portion. In another aspect, the invention relates to a hydrogen gas production system comprising an electrode or an electrolysis device as described herein, for example as described in EP 2 463 949 In this context, a feature of the invention relates to such a system which is arranged to produce a flow of hydrogen (and possibly oxygen) gas and transfer it at ambient pressure, i.e. the pressure at which it is produced and for example at atmospheric pressure, or after a low compression, for example by a factor of less than ten. This gas production is used for example to enrich an air supply of an internal combustion engine. For such a system, the invention proposes an application in which this system comprises, or is arranged to be connected to, an onboard supply of electrical energy (in particular in the form of an electrochemical accumulator). In this application, this system is designed to enrich the air supply of a vehicle heat engine or a device or heat engine embedded in a vehicle. Alternatively, the invention also provides an application in which such a system is arranged to produce a flow rate of hydrogen and possibly gaseous oxygen and transfer it at ambient pressure to enrich an air supply of a burner, particularly at room temperature. within a boiler. Various embodiments of the invention are provided, integrating, according to all of their possible combinations, the various optional features set forth herein.

30 Liste des figures D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : 3025528 - 14 - la FIGURE 1 est un schéma en perspective illustrant l'architecture d'un « stack » d'électrolyseur, à empilement de 4 cellules d'électrolyse, dans un exemple de mode de réalisation de l'invention appliqué à une génération d'oxygène et d'hydrogène gazeux ; 5 la FIGURE 2 est un schéma en éclaté illustrant les différents composants de l'empilement de la FIGURE 1 ; la FIGURE 3 est une vue schématique en plan illustrant le réseau de canaux de distribution de la face de distribution de la structure épaisse d'une électrode volumique selon l'invention, avec un motif 10 fractal en "H" ; la FIGURE 4 est une vue partielle en perspective illustrant la forme de la structure épaisse d'une électrode volumique selon l'invention autour du canal d'entrée ; les FIGURE 5a à FIGURE 5c sont des vues partielles en coupe illustrant 15 selon l'invention l'agencement du bord de la structure épaisse par rapport au feuillard et au support d'électrode, au moins dans la partie basse de la cellule : o en FIGURE 5a, pour une électrode bipolaire, o en FIGURE 5b, pour une électrode monopolaire, et 20 o en FIGURE 5c, pour deux électrodes monopolaires autour d'un séparateur membranaire (ou deux électrodes bipolaires en vues partielles) ; la FIGURE 6 est une vue schématique en plan illustrant le réseau de canaux de collecte de la face de collecte de la structure épaisse d'une 25 électrode volumique selon l'invention. Description d'un exemple de mode de réalisation Comme illustré en FIGURE 1 et FIGURE 2, dans cet exemple de mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'électrolyse 100 comprend un 30 empilement 7 d'éléments de support 29, respectivement 30 portant successivement un séparateur membranaire 4, par exemple une membrane ionique ou un diaphragme, et au moins une électrode volumique 8, 9. Ce dispositif d'électrolyse 100 est alimenté par un ou plusieurs générateurs de 3025528 - 15 - courant continu, ici un générateur 39 connecté aux deux électrodes monopolaires 9 situées aux extrémités de l'empilement 7. En outre, comme illustré en FIGURE 5a à FIGURE 5c, cet élément de support 29, 30 présente une forme qui assure une étanchéité ou une 5 obstruction du passage de liquide autour de la partie d'entrée entre le puits d'entrée 14 et le canal d'entrée 25 de ladite électrode volumique, par superposition d'une forme 2913, 3013 de l'élément de support 29, 30 qui est complémentaire à la deuxième face F2 de la structure épaisse 13 (ici une mousse métallique) de ladite électrode volumique, au moins sur le 10 pourtour de cette structure épaisse. Dans ce mode de réalisation de l'invention, chaque électrode bipolaire 8 et/ou monopolaire 8 est réalisée à partir d'un élément d'alimentation électrique formé par un feuillard métallique ou une tôle fine 10, sur lequel sont soudées de part et d'autre deux structures épaisses en mousse 15 métallique 13 par l'intermédiaire d'un soudage par points ou par brasage, à raison d'une de chaque côté. Comme illustré en FIGURE 5a et respectivement FIGURE 5b, la mousse métallique 13 est fixée sur les deux faces pour une électrode bipolaire 8, et respectivement sur une seule face pour une électrode 20 monopolaire 9. Pour les électrodes bipolaires 8, le sandwich formé par la mousse métallique 13 avec le feuillard ou tôle fine métallique dense 10 et l'autre mousse métallique 13 est soudé en une seule étape, formant l'électrode bipolaire volumique 8.List of Figures Other features and advantages of the invention will become apparent from the detailed description of an embodiment which is in no way limitative, and the attached drawings in which: FIG. 1 is a perspective diagram illustrating the architecture of an electrolyser "stack" stacked with 4 electrolysis cells, in an exemplary embodiment of the invention applied to a generation of oxygen and hydrogen gas; FIGURE 2 is an exploded diagram illustrating the various components of the stack of FIGURE 1; FIGURE 3 is a diagrammatic plan view illustrating the distribution channel network of the distribution face of the thick structure of a bulk electrode according to the invention, with an "H" fractal pattern; FIGURE 4 is a partial perspective view illustrating the shape of the thick structure of a voluminal electrode according to the invention around the inlet channel; FIGURE 5a to FIGURE 5c are partial sectional views illustrating according to the invention the arrangement of the edge of the thick structure with respect to the strip and the electrode support, at least in the lower part of the cell: FIGURE 5a, for a bipolar electrode, o in FIGURE 5b, for a monopolar electrode, and 20 o in FIGURE 5c, for two monopolar electrodes around a membrane separator (or two bipolar electrodes in partial views); FIGURE 6 is a schematic plan view illustrating the collection channel array of the collection face of the thick structure of a bulk electrode according to the invention. Description of an Exemplary Embodiment As illustrated in FIGURE 1 and FIGURE 2, in this exemplary embodiment of the invention, the electrolysis device 100 comprises a stack 7 of support members 29, 30 respectively. successively carrying a membrane separator 4, for example an ionic membrane or a diaphragm, and at least one voluminal electrode 8, 9. This electrolysis device 100 is powered by one or more DC generators, here a generator 39, connected to the two monopolar electrodes 9 located at the ends of the stack 7. In addition, as shown in FIGURE 5a to FIGURE 5c, this support member 29, 30 has a shape which seals or obstructs the liquid passage. around the inlet portion between the inlet well 14 and the inlet channel 25 of said volumetric electrode, by superimposing a form 2913, 3013 of the support member 29, 30 which is complementary to the second face F2 of the thick structure 13 (here a metal foam) of said volumetric electrode, at least around the periphery of this thick structure. In this embodiment of the invention, each bipolar electrode 8 and / or monopolar 8 is made from a power supply element formed by a metal strip or a thin sheet 10, on which are welded on both sides. two other thick metal foamed structures 13 by spot welding or brazing, one on each side. As illustrated in FIGURE 5a and FIGURE 5b respectively, the metal foam 13 is fixed on both sides for a bipolar electrode 8, and respectively on a single face for a monopolar electrode 9. For the bipolar electrodes 8, the sandwich formed by the metal foam 13 with the sheet or thin metal thin sheet 10 and the other metal foam 13 is welded in a single step, forming the bipolar volumic electrode 8.

25 Dans le cas d'un soudage par points, les multiples points de soudure par point 19 sont donc positionnés de façon identique sur chacune des deux mousses métalliques 13. Les points de soudure par point 19 assurent un contact électrique entre le feuillard ou la tôle fine métallique dense 10 et les mousses métalliques 13. Il est préférable que les points de soudures par 30 point 19 soient positionnés de façon identique sur chaque mousse métallique 13 afin de minimiser le nombre de points de soudure par point 19. En effet, chaque point de soudure par point 19 diminue la surface active de l'électrode. De préférence, comme illustré sur la figure, les points de soudure 19 sont situés aux extrémités des canaux D du dernier niveau, 3025528 - 16 - c'est-à-dire aux emplacements du réseau les plus éloignés du canal d'entrée 25 ou du point d'entrée 14. De préférence, comme illustré en FIGURE 3, les points de soudure par point 19 sont distribués selon une géométrie particulière, propre à 5 l'invention. La FIGURE 3 illustre en transparence le réseau 23 de canaux de distribution de la face de distribution F1 de la structure de mousse métallique 13 d'une électrode volumique 8 ou 9 selon l'invention, avec un motif fractal 24 en forme de "H". La figure illustre ici la face F1 de la 10 mousse métallique 13 d'une cathode 2, derrière laquelle apparaît le support 29 de la membrane 4 qui la sépare de son anode 3. Comme on le voit sur la figure, l'invention propose de créer un réseau de canaux de distribution de fluides liquides 20 dans la mousse métallique 13, par emboutissage ou par moulage lors de la fabrication de la mousse 15 métallique suivi d'une opération d'emboutissage. Ces canaux sont créés de façon à ce qu'ils forment un réseau de canaux de distribution de fluides 20 où chaque point terminal 21 du réseau de distribution de fluides liquides se trouve à égale distance du point orifice d'injection 22 des fluides liquides, c'est-à-dire de l'orifice 22 du canal d'entrée 25. Ainsi, la distribution de 20 fluides liquides est équivalente en distance depuis l'entrée, mais aussi en perte de charge et débit, en tout point de la mousse métallique. Pour ce faire l'invention prévoit un réseau de canaux de distribution de fluides liquides 20 formant une figure 23 de type fractale comprenant un même motif 24 reproduit à plusieurs échelles : ici 24B, 24C et 24D. Le 25 nombre de motifs 24 de la figure fractale 23 est sensiblement proportionnel à la surface de l'électrode, si bien que l'invention peut facilement être mise en oeuvre indépendamment de la surface de l'électrode. Comme illustré en FIGURE 1, les fluides liquides injectés (ici de l'eau) 30 dans chaque compartiment anodique 5 et cathodique 6 pénètrent dans l'empilement 7 par un (ou plusieurs) tuyau d'injection 140. Ce tuyau d'injection communique au travers de tous les supports d'électrode 30 et supports de membrane 29, et amène le liquide injecté par un puits d'entrée 14a ou 14b, ménagé dans chaque support d'électrode 30. 3025528 - 17 - Les fluides liquides sont mis en circulation par une ou plusieurs pompes de circulation 18a et 18b (FIGURE 4). Dans le présent exemple, on utilise une pompe 18a pour les compartiments cathodiques 6, et une autre 18b pour les compartiments anodiques 5. Ces fluides liquides arrivent dans 5 la partie d'entrée 14, par le ou les puits d'injection 14a et 14b de fluides liquides, qui communiquent avec l'entrée 22 du canal d'entrée 25 en partie basse de l'électrode. Les fluides liquides entrent par l'orifice d'injection 22 du canal d'injection des fluides liquides 25 formé au sein de la mousse métallique 13. En plus de leur circulation dans l'épaisseur même de cette 10 mousse 13, les fluides liquides se déplacent successivement dans le canal d'injection 25 et les canaux de distribution 20 de fluides liquides des différents niveaux successifs A, B, C et D. En même temps qu'ils circulent dans ces canaux, ils pénètrent aussi dans la mousse par les flancs 26 et le sommet 27 des canaux de d'injection 25 ou de distribution 20 des fluides 15 liquides, et ainsi alimentent de façon homogène l'ensemble de la mousse métallique 13. Les distances caractéristiques 28 entre chaque canal de distribution de fluides liquides 20 étant semblables, au moins pour un même niveau D et de préférence pour tous les niveaux, les fluides liquides s'écoulent de 20 façon homogène à l'intérieur de la mousse métallique 13. La distance 28 entre deux canaux de distribution de fluides liquides 20 étant relativement faible, la résistance à l'écoulement des fluides liquides dans la tranche 16 de la mousse métallique 13 est ainsi minimisée par rapport à l'état de l'art, et les fluides liquides alimentent l'ensemble de la 25 mousse métallique 13 de façon plus homogène. Du fait que les fluides liquides s'écoulent avec une vitesse de déplacement plus importante que dans l'état de l'art, en particulier grâce aux canaux 20, ils permettent de participer plus efficacement au détachement des bulles de gaz et de façon plus homogène dans l'ensemble 30 de la mousse métallique 13, indépendamment de la hauteur et de la surface de l'électrode et de l'épaisseur de la mousse métallique 13. Les bulles de gaz formées au contact entre la mousse et les fluides liquides injectés sont extraites de la mousse métallique 13 avec les fluides 3025528 - 18 - liquides depuis l'intérieur de la mousse métallique 13 vers la région située entre la mousse métallique 13 et le séparateur membranaire 4. Le mélange diphasique s'écoule dans l'espace libre entre la surface de la mousse métallique et le séparateur membranaire, et sort par le ou les puits de 5 sortie 15 ménagés en partie haute des supports d'électrode 30 et de membrane 29. Ce ou ces puits de sortie 15 acheminent le ou les gaz ou mélanges produits vers l'extérieur par des tuyaux 150a et 150b. Dans cet exemple l'un 150b des tuyaux de sortie communique avec les compartiments anodiques 5 et récupère ainsi le dioxygène, tandis que 10 l'autre 150a communique avec les compartiments cathodiques 6 et récupère ainsi le dihydrogène. L'invention cherche à ce que l'écoulement des fluides liquides se fasse majoritairement par le canal d'injection des fluides liquides 25 plutôt que 15 par la tranche 16 de la mousse métallique 13 en partie basse de l'électrode, c'est-à-dire du coté du puits d'entrée des fluides liquides 14. Pour ce faire, d'une part, l'invention prévoit que l'espace libre entre la mousse métallique 13 et le séparateur membranaire 4 soit dans la partie basse de l'électrode, fermé par la bague support 29 de séparateur 20 membranaire ou la bague support 30 d'électrode, qui participent à l'empilement et à l'étanchéité de la cellule d'électrolyse 1. Comme illustré en FIGURE 5c, chacune desdits bagues 29 et 30 vient en appui sur la mousse métallique 13 sur une distance suffisante afin de limiter l'écoulement des fluides liquides entre la mousse métallique 13 et le 25 séparateur membranaire 4. Ainsi les fluides liquides ne peuvent pas (ou moins) s'écouler entre la mousse métallique 13 et le séparateur membranaire 4 Comme illustré en FIGURE 4 et FIGURE 5, l'invention prévoit, d'autre part, de limiter fortement l'écoulement des fluides à travers la tranche 16 30 de la mousse métallique 13 située sur les bords bas et latéraux 17 de l'électrode en réalisant un écrasement de la mousse métallique 13 de ces trois bords, par exemple par emboutissage, pour former une zone d'écrasement 32 de la mousse métallique 13 sur une certaine largeur. Cet écrasement permet de réduire localement l'épaisseur et la taille des pores 3025528 - 19 - de la mousse métallique 13, par exemple avec un écrasement supérieur à 50% et sur une largeur d'au moins une à cinq fois l'épaisseur de la mousse 13. Il résulte de cette modification géométrique de la mousse métallique 13, par exemple sur les trois bords bas et latéraux 17 de la 5 mousse métallique 13, que la résistance à l'écoulement des fluides liquides à travers la tranche 16 de ces trois bords bas et latéraux 17 de la mousse métallique 13 est plus grande par rapport à la résistance à l'écoulement par l'orifice d'injection des fluides liquides 22. En conséquence, les fluides liquides provenant du ou des puits d'entrée 14a et 14b s'écoulent 10 majoritairement par le canal d'injection des fluides liquides 25, et donc dans le réseau de distribution 23. L'invention prend en compte les écoulements de fluides liquides transversaux (depuis le canal vers l'intérieur de la mousse) et longitudinaux 15 (au sein du canal) des canaux de distribution de fluides liquides 20, afin que les conductances d'écoulement des fluides liquides soient semblables en tous points de la mousse métallique 13. Pour cela, les diamètres apparents des canaux d'injection 25 et de distribution 20 de fluides liquides sont variables selon la distance à l'orifice d'injection des fluides liquides 22, et 20 décroissants depuis l'entrée 22 jusqu'aux points terminaux 21. Ainsi, le canal d'injection 25 possède un diamètre apparent plus grand que les canaux de distribution de fluides liquides A, dont les diamètres apparents sont plus grands que pour les canaux de distribution de fluides liquides B, dont les diamètres apparents sont plus grands que pour les canaux de 25 distribution de fluides liquides C. En outre, dans le cas d'une cellule d'électrolyse 1 avec production de gaz, les diamètres apparents des canaux de distribution de fluides D' d'un niveau donné situés en partie haute 15 d'électrode (à proximité du ou des puits de sortie de fluides 15a et 15b) sont plus grands que ceux des canaux 30 de distribution des fluides liquides 20 de même niveau D (situés en partie basse 14 d'électrode à proximité du ou des puits d'entrée de fluides liquides 14a et 14b). Ainsi on améliore l'homogénéité du débit dans l'ensemble de la mousse malgré la quantité de gaz plus importante dans le mélange 3025528 - 20 - diphasique en partie haute d'électrode proche du ou des puits de sortie de gaz 15a et 15b. Dans certains modes de réalisation, comme illustré ici en FIGURE 5c, la géométrie de cellule d'électrolyse est de type «zéro gap», c'est-à-dire 5 que les mousses métalliques 13 sont en appui serré sur chaque face du séparateur membranaire 4. De préférence, comme illustré en FIGURE 6, chaque mousse métallique 13 comporte alors sur sa face F2 opposée à la face de distribution F1, des canaux de collecte de fluides diphasiques 31, par 10 exemple linéaires, disposés verticalement et parallèles les uns avec les autres. Ces canaux de collecte 31 sont de préférence positionnés à égales distances entre les canaux de distribution de fluides liquides 20 verticaux situés sur la face de distribution F1, ce qui permet une distance homogène entre canaux de distribution 20 et canaux de collecte, et une répartition 15 plus homogène des gaz collectés par ces derniers. Ces canaux de collecte 31 sont réalisés par emboutissage et/ou par moulage, sur la face F2 de la mousse métallique 13 qui est en contact avec le séparateur membranaire 4. De préférence, une géométrie des canaux de collecte de fluides diphasiques 31 optimisée consiste à ce que leur diamètre apparent soit linéairement de 20 plus en plus grand suivant l'axe vertical D45 de la cellule d'électrolyse 1 pour tenir compte d'une quantité de fluides diphasiques à évacuer vers le ou les puits de sortie qui est de plus en plus importante suivant cet axe vertical D45. La réalisation des canaux 25, 20, 31, sur l'une ou sur les deux faces 25 F1, F2 de la mousse 13, est réalisée par exemple par emboutissage, ou par moulage, ou par une combinaison des deux. De préférence, les canaux d'injection 25 et de distribution des fluides liquides 20 de la mousse métallique 13 et la modification de l'épaisseur de la mousse métallique 13 dans la zone d'écrasement 32, suivant les bords 30 bas et latéraux 17 de la mousse métallique 13, sont réalisés par emboutissage de la mousse métallique 13 en une seule étape et à faible vitesse de déplacement des empreintes afin de ne pas rompre les brins métalliques constituant la mousse métallique 13. 3025528 - 21 - Lors de la formation des canaux d'injection 25 et de distribution 20 des fluides liquides, principalement sur leur sommet 27 et partiellement sur leurs flancs 26, l'opération d'emboutissage a pour effet de comprimer la mousse métallique. Cette compression déforme le squelette et réduit 5 localement la taille des pores, réduisant ainsi l'ouverture de la mousse métallique 13. La conductance à l'écoulement des fluides liquides du sommet et, dans une moindre mesure, des flancs des canaux d'injection 25 et de distribution des fluides liquides 20, est ainsi réduite. En tenant compte de cet écrasement et en en ajustant la valeur, 10 voire en répartissant la formation des canaux entre un moulage initial et un emboutissage ultérieur, il est ainsi plus facile d'ajuster les conductances des écoulements transversaux et longitudinaux aux canaux d'injection 25 et de distribution 20 des fluides liquides et, en particulier, de réduire ainsi les diamètres apparents des dit canaux 20, 25, 31.In the case of spot welding, the multiple spot weld points 19 are therefore positioned identically on each of the two metal foams 13. The spot weld points 19 provide electrical contact between the strip or sheet metal. It is preferred that the spot weld points 19 are identically positioned on each metal foil 13 to minimize the number of solder spots per point 19. spot welding 19 decreases the active area of the electrode. Preferably, as illustrated in the figure, the soldering points 19 are located at the ends of the last-level channels D, ie at the network locations furthest from the input channel 25 or of the entry point 14. Preferably, as illustrated in FIG. 3, the spot weld points 19 are distributed according to a particular geometry, peculiar to the invention. FIG. 3 illustrates in transparency the distribution channel network 23 of the distribution face F1 of the metal foam structure 13 of a voluminal electrode 8 or 9 according to the invention, with a fractal pattern 24 in the form of "H" . The figure here illustrates the face F1 of the metal foam 13 of a cathode 2, behind which appears the support 29 of the membrane 4 which separates it from its anode 3. As can be seen in the figure, the invention proposes to creating a network of liquid fluid distribution channels 20 in the metal foam 13, by stamping or molding during the manufacture of the metal foam followed by a stamping operation. These channels are created so that they form a network of fluid distribution channels 20 where each end point 21 of the liquid fluid distribution network is equidistant from the injection point 22 of the liquid fluids, c That is to say, the orifice 22 of the inlet channel 25. Thus, the distribution of liquid fluids is equivalent in distance from the inlet, but also in pressure drop and flow, at any point of the foam. metallic. To do this, the invention provides an array of liquid fluid distribution channels 20 forming a fractal-like FIG. 23 comprising the same pattern 24 reproduced at several scales: here 24B, 24C and 24D. The number of patterns 24 of the fractal figure 23 is substantially proportional to the surface of the electrode, so that the invention can easily be implemented independently of the surface of the electrode. As illustrated in FIG. 1, the injected liquid fluids (in this case water) in each anode compartment 5 and cathode compartment 6 enter the stack 7 via one (or more) injection pipe 140. This injection pipe communicates with each other. through all electrode supports 30 and membrane supports 29, and feeds the injected liquid through an inlet well 14a or 14b formed in each electrode support 30. Liquid fluids are placed in circulation by one or more circulation pumps 18a and 18b (FIGURE 4). In the present example, a pump 18a is used for the cathode compartments 6, and another 18b for the anode compartments 5. These liquid fluids arrive in the inlet part 14, through the injection well (s) 14a and 14b liquid fluids, which communicate with the inlet 22 of the inlet channel 25 at the bottom of the electrode. The liquid fluids enter through the injection orifice 22 of the fluid liquid injection channel 25 formed within the metal foam 13. In addition to their circulation in the thickness of this foam 13, the liquid fluids successively move in the injection channel 25 and the distribution channels 20 of liquid fluids of the different successive levels A, B, C and D. At the same time that they circulate in these channels, they also penetrate into the foam by the flanks 26 and the top 27 of the channels 25 for injection or distribution 20 of the liquid fluids, and thus feed homogeneously all of the metal foam 13. The characteristic distances 28 between each liquid fluid distribution channel 20 being Likewise, at least for the same level D, and preferably for all levels, the liquid fluids flow homogeneously inside the metal foam 13. The distance 28 between two water channels 25 Since the distribution of liquid fluids is relatively small, the flow resistance of the liquid fluids in the wafer 16 of the metal foam 13 is thus minimized compared with the state of the art, and the liquid fluids supply the whole. of the metal foam 13 more homogeneously. Since the liquid fluids flow with a greater speed of displacement than in the state of the art, in particular thanks to the channels 20, they make it possible to participate more effectively in the detachment of the gas bubbles and more homogeneously in the whole 30 of the metal foam 13, regardless of the height and the surface of the electrode and the thickness of the metal foam 13. The gas bubbles formed in contact between the foam and the liquid fluids injected are extracted from the metal foam 13 with the liquid fluids from the inside of the metal foam 13 to the region between the metal foam 13 and the membrane separator 4. The two-phase mixture flows in the free space between the surface of the metal foam and the membrane separator, and exits through the outlet well (s) 15 formed in the upper part of the electrode and diaphragm supports 29. This or these wells ie convey the gas or mixtures produced to the outside via pipes 150a and 150b. In this example, one 150b of the outlet pipes communicates with the anode compartments 5 and thus retrieves the oxygen, while the other 150a communicates with the cathode compartments 6 and thus recovers the hydrogen. The invention seeks to ensure that the flow of liquid fluids is mainly through the injection channel of the liquid fluids 25 rather than through the edge 16 of the metal foam 13 at the bottom of the electrode, that is, That is, on the one hand, the invention provides that the free space between the metal foam 13 and the membrane separator 4 is in the lower part of the chamber. electrode, closed by the membrane separator support ring 29 or the electrode support ring 30, which participate in the stacking and sealing of the electrolysis cell 1. As illustrated in FIGURE 5c, each of said rings 29 and 30 bears against the metal foam 13 for a distance sufficient to limit the flow of liquid fluids between the metal foam 13 and the membrane separator 4. Thus the liquid fluids can not (or less) flow between the metal foam 13 and the membrane separator 4 As illustrated in FIGURE 4 and FIGURE 5, the invention also provides for a strong limitation of the flow of fluids through the wafer 16 of the metal foam 13 located on the low and 17 side of the electrode by performing a crushing of the metal foam 13 of these three edges, for example by stamping, to form a crushing zone 32 of the metal foam 13 over a certain width. This crushing makes it possible to locally reduce the thickness and the pore size of the metal foam 13, for example with a crushing greater than 50% and over a width of at least one to five times the thickness of the Foam 13. As a result of this geometric modification of the metal foam 13, for example on the three bottom and side edges 17 of the metal foam 13, the resistance to flow of the liquid fluids through the wafer 16 of these three The bottom and side edges 17 of the metal foam 13 are larger relative to the resistance to flow through the injection port of the liquid fluids 22. As a result, the liquid fluids from the inlet well (s) 14a and 14b flow mainly through the injection channel of the liquid fluids 25, and therefore in the distribution network 23. The invention takes into account the flows of transverse liquid fluids (from the channel to the inside of the e foam) and longitudinal (within the channel) liquid fluid distribution channels 20, so that the flow conductances of the liquid fluids are similar in all respects of the metal foam 13. For this, the apparent diameters of the injection channels 25 and distribution 20 of liquid fluids are variable according to the distance to the injection orifice of the liquid fluids 22, and 20 decreasing from the inlet 22 to the end points 21. Thus, the channel of Injection 25 has a larger apparent diameter than the liquid fluid distribution channels A, whose apparent diameters are larger than for the liquid fluid distribution channels B, whose apparent diameters are larger than for the distribution channels. C. In addition, in the case of an electrolysis cell 1 with gas production, the apparent diameters of the fluid distribution channels D 'of a given level located in p. The high electrode portion 15 (near the fluid outlet well (s) 15a and 15b) is larger than the liquid level distribution channels 20 of the same level D (located at the lower electrode portion 14). liquid fluid inlet wells 14a and 14b). Thus, the homogeneity of the flow rate in the entire foam is improved despite the greater amount of gas in the two-phase mixture at the upper electrode portion near the gas outlet well (s) 15a and 15b. In some embodiments, as illustrated herein in FIGURE 5c, the electrolysis cell geometry is of the "zero gap" type, i.e. the metal foams 13 are closely supported on each face of the separator. Preferably, as illustrated in FIG. 6, each metal foam 13 then has, on its face F2 opposite to the distribution face F1, two-phase fluid collection channels 31, for example linear, arranged vertically and parallel to each other. with the others. These collection channels 31 are preferably positioned at equal distances between the vertical liquid fluid distribution channels located on the distribution face F1, which allows a homogeneous distance between distribution channels 20 and collection channels, and a distribution 15 more homogeneous gas collected by them. These collection channels 31 are made by stamping and / or molding, on the face F2 of the metal foam 13 which is in contact with the membrane separator 4. Preferably, an optimized geometry of the two-phase fluid collection channels 31 consists in that their apparent diameter is linearly larger and larger along the vertical axis D45 of the electrolysis cell 1 to take into account a quantity of two-phase fluids to be discharged to the outlet well or wells which is increasingly more important along this vertical axis D45. The production of the channels 25, 20, 31 on one or on both faces F1, F2 of the foam 13 is carried out for example by stamping, or by molding, or by a combination of the two. Preferably, the injection channels 25 and liquid fluid distribution 20 of the metal foam 13 and the change of the thickness of the metal foam 13 in the crush zone 32, along the lower and side edges 17 of the metal foam 13 are made by stamping the metal foam 13 in a single step and at a low speed of movement of the cavities so as not to break the metal strands constituting the metal foam 13. During the formation of the channels injection 25 and distribution 20 liquid fluids, mainly on their top 27 and partially on their sidewalls 26, the stamping operation has the effect of compressing the metal foam. This compression deforms the skeleton and locally reduces the pore size, thereby reducing the opening of the metal foam 13. The flow conductance of liquid fluids from the top and, to a lesser extent, flanks of the injection channels 25 and distribution of liquid fluids 20, is reduced. By taking into account this crushing and by adjusting the value, even distributing the formation of the channels between an initial molding and a subsequent drawing, it is thus easier to adjust the conductances of the transverse and longitudinal flows to the injection channels. 25 and 20 distribution of liquid fluids and, in particular, to reduce the apparent diameters of said channels 20, 25, 31.

15 De préférence, comme illustré en FIGURE 3, les points de soudure par point 19 sont positionnés aux points terminaux 21 du réseau de distribution de fluides liquides. Le point de soudure par point 19 fait localement fondre la mousse métallique 13, modifiant localement sa géométrie sur quelques millimètres carrés. Le fait de positionner les points 20 de soudure par point 19 à ces endroits permet de ne pas modifier la symétrie d'injection des fluides liquides. Il permet aussi d'optimiser le refroidissement des contacts électriques au niveau des points de soudure par point 19 grâce à l'écoulement de fluides liquides «frais» aux points terminaux du réseau de distribution de fluides liquides 21.Preferably, as illustrated in FIG. 3, the spot welds 19 are positioned at the end points 21 of the liquid fluid distribution network. The spot weld point 19 locally melts the metal foam 13, locally modifying its geometry on a few square millimeters. Positioning the spot weld points 19 at these locations does not alter the injection symmetry of the liquid fluids. It also makes it possible to optimize the cooling of the electrical contacts at the spot weld points 19 by the flow of "fresh" liquid fluids at the end points of the liquid fluid distribution network 21.

25 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Nomenclature 30 Cellule d'électrolyse (1) Electrode métallique : Cathode (2) (feuillard métallique et mousse métallique du côté cathodique) Electrode métallique : Anode (3) (feuillard métallique et mousse métallique du côté anodique) 3025528 - 22 - Séparateur membranaire (4) Compartiment anodique (5) Compartiment cathodique (6). Stack d'électrolyse (7) 5 Electrode bipolaire (8) Electrode monopolaire (9) Feuillard et/ou tôle fine métallique (10) Brides de serrage (11) Mousse métallique (13) 10 Partie d'entrée (14) Puits d'entrée des fluides liquides (14a, 14b) Partie de sortie (15) Puits de sortie des fluides liquides ou diphasiques (15a, 15b) Tranche (16) de la mousse métallique 15 Régions (17) entourant la mousse métallique sur les bords bas et latéraux Pompes de circulation de fluides liquides (18a, 18b) Points de soudure par point (19) Canaux de distribution de fluides liquides (20) Point terminal du réseau de distribution de fluides liquides (21) 20 Orifice d'injection des fluides liquides (22) Figure de type fractal (23) Motif de la figure fractale (24) A, B, C, D : niveaux successifs de diamètre apparent des canaux de distribution (20) 25 Canal d'injection des fluides liquides (25) Flancs des canaux de distribution ou d'injection de fluides liquides (26) Sommet des canaux de distribution ou d'injection de fluides liquides (27) Distances caractéristiques (28) entre deux canaux de distribution de fluides liquides 30 Bague support du séparateur membranaire (29) Bague support d'électrode (30) Canaux de collecte des fluides diphasiques (31) Zone d'écrasement de la mousse métallique (32) Générateur de courant continu (39) 35Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. Nomenclature 30 Electrolysis cell (1) Metal electrode: Cathode (2) (metal strip and metal foam on the cathode side) Metal electrode: Anode (3) (metal strip and metal foam on the anodic side) 3025528 - 22 - Membrane separator ( 4) Anode compartment (5) Cathode compartment (6). Electrolysis stack (7) 5 Bipolar electrode (8) Monopolar electrode (9) Metal strip and / or thin sheet metal (10) Clamping flanges (11) Metal foam (13) 10 Inlet part (14) Wells liquid fluid inlet (14a, 14b) Exit portion (15) Liquid or diphasic fluid outlet well (15a, 15b) Slice (16) of the metal foam 15 Regions (17) surrounding the metal foam at the low and Lateral Liquid Fluid Circulation Pumps (18a, 18b) Spot Weld Points (19) Liquid Fluid Distribution Channels (20) Liquid Fluid Distribution System Terminal Point (21) 20 Liquid Fluid Injection Port (20) 22) Fractal Figure (23) Fractal Figure Pattern (24) A, B, C, D: successive levels of apparent diameter of the distribution channels (20) 25 Injection channel of the liquid fluids (25) Flanks of the channels for dispensing or injecting liquid fluids (26) Summit distribution channels or injection of liquid fluids (27) Characteristic distances (28) between two liquid fluid distribution channels 30 Membrane separator support ring (29) Electrode support ring (30) Two-phase fluid collection channels (31) crushing of the metal foam (32) DC generator (39) 35

Claims

REVENDICATIONS1. Electrolytic electrode (8, 9) for a membrane separation electrolysis cell (4), which is arranged to form a monopolar electrode (9) at the end of an electrolysis cell (1) or a bipolar electrode (8) between two electrolysis cells (1) stacked (7), in an electrolysis apparatus arranged: on the one hand for injecting at least one liquid into said cell or cells by a part input (14) of said electrode, and - on the other hand for collecting one or more liquids and / or gases through an outlet portion (15) of said electrode; said electrode comprising a power supply element (10) having a gas-tight conductive surface, to which a thick structure (13) of conductive material having a liquid-permeable three-dimensional structure is applied in a conductive manner, said thick structure ( 13) thus having a first face (F1) of the plated side against the power supply element (10) and a second face (F2) located on the opposite side to said first face and which is intended to be contiguous against a membrane separator (4), or to be arranged vis-à-vis such a membrane separator, said electrode being characterized in that said thick structure (13) has on its first face (F1) at least one network of distribution channels (25, 20, A, B, C, D, D ') communicating with each other and arranged in a pattern subdivided to form a tree of a plurality of levels, wherein - a first level comprises at least one input channel (25) communicating with the input portion (22, 14), and - the channels of each subsequent level (A, B, C, D, D ') are formed by a subdivision of at least one channel from the previous level.

2. Electrode according to the preceding claim, characterized in that each channel of at least a given level has a passage section whose area forms an apparent diameter which is smaller than the apparent diameter of the channel of the previous level which it follows.

3. Electrode according to any one of the preceding claims, characterized in that the channels (D, D ') of the same level (24D) of tree have between them an apparent diameter which is greater larger for those (D ') located on the side of the outlet portion (15) than for those (D) located on the side of the inlet portion (14).

4. Electrode according to any one of the preceding claims, characterized in that the arborescence of the network has a pattern forming a so-called fractal figure and / or in which channels forming a pattern (24C) determined in a level (C) determined from the tree feed themselves a network of channels forming the same pattern (24D) within a next level (D) of the tree. 15

5. Electrode according to any one of the preceding claims, characterized in that the thick structure (13) is made of a metal foam attached to a power supply element (10) formed by a metal plate or a sheet or strip metallic. 20

6. Electrode according to the preceding claim, characterized in that the thick structure (13) is fixed on the power supply element (10) by means of soldering points (19), and in that the position of said points of contact solder is located at the end (21) of a channel (D) forming an end branch within the tree of the distribution channel network (20).

An electrode according to any one of claims 5 to 6, characterized in that the thick structure (13) has a crush (32) in the region forming the walls of the inlet channel (25) and / or the border of said thick structure on its side which includes or receives the input portion (25, 22, 14).

8. Electrode according to any one of the preceding claims, characterized in that the thick structure (13) has on its second face (F2), called collection, one or more collection channels (31) which run through said second face, with an increasing apparent diameter, in a direction (D45) from the inlet portion (14) to the outlet portion (15), and is preferably parallel to and positioned between the distribution channels ( D) forming the last branches of the last level (24D) of the distribution channel tree (20).

9. Electrolysis device for the generation of gaseous and / or liquid compounds by electrochemical separation of one or more starting liquids, characterized in that it comprises one or more bulk electrodes (8, 9) according to one of any of the preceding claims arranged to receive by their input portion (14) said starting liquids and provide through their outlet portion (15) one or more of the generated compounds. 15

10. Electrolysis device according to the preceding claim, characterized in that it comprises a stack (7) of support elements (29, respectively 30) successively carrying a membrane separator (4) and at least one volumic electrode (8). 9), and in that said support member (29, 30) seals or obstructs the liquid passage around the inlet portion between the inlet well (14a, 14b) and the inlet channel. input (25) of said volumetric electrode, by superposition of a shape (2913, 3013) of the support member (29, 30) which is complementary to the shape (32) of the second face (F2) of the thick structure (13) of said bulk electrode.

11. A method of manufacturing an electrode according to any one of claims 5 to 8, characterized in that it comprises a step of stamping a flat sheet of metal foam by a male imprint to form on its first facing the network of inlet channels (25) and distribution channels (20) in a single pass with a single footprint and at a determined speed sufficiently low to obtain a deformation without breaking the three-dimensional structure of said foam. 3025528 - 26 -

A hydrogen gas production system comprising an electrolysis device according to any one of claims 9 to 10 or an electrode according to any one of claims 1 to 8 or an electrode produced by a process according to claim 11 .

13. System according to the preceding claim, characterized in that it is arranged to produce a flow of hydrogen gas and transfer it at ambient pressure to enrich an air supply of an internal combustion engine.

14. System according to the preceding claim, characterized in that it comprises, or is arranged to be connected to, an onboard reserve of electrical energy and is arranged to enrich the air supply of a vehicle heat engine. or apparatus embedded in a vehicle, particularly in the form of an electrochemical accumulator.

15. System according to claim 12, characterized in that it is arranged to produce a hydrogen gas flow rate and transfer it to ambient pressure to enrich an air supply of a burner, in particular within a boiler. .