KR20080007540A - 전해질 펌핑 시스템 - Google Patents

전해질 펌핑 시스템 Download PDF

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KR20080007540A
KR20080007540A KR1020077012410A KR20077012410A KR20080007540A KR 20080007540 A KR20080007540 A KR 20080007540A KR 1020077012410 A KR1020077012410 A KR 1020077012410A KR 20077012410 A KR20077012410 A KR 20077012410A KR 20080007540 A KR20080007540 A KR 20080007540A
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KR1020077012410A
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조아힘 헴케
게르하르트 소어
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하이-드라이브 테크놀로지스 엘티디.
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Abstract

본 발명은 전해 전지(electrolysis cell)를 통해 전해질을 펌핑하는 시스템에 있어서, 전해 전지에 의해 생성된 기체의 적어도 일부분의 압력이 펌핑을 위한 구동력으로서 사용되는 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 입구 도관을 통해 전해 전지로부터 전해질을 받아들이도록 연결되고 출구 도관을 통해 전해 전지로 전해질을 흘리도록 연결된 펌핑 챔버 및 전해질 저장소를 포함할 수도 있다. 펌핑 챔버는 전해 전지에 연결되어 전해 전지에 의해 생성된 기체의 적어도 일부분을 받아들이고 그 내부의 전해질의 압력을 상승시켜 전해 전지로 전해질을 이동시킨다.

Description

전해질 펌핑 시스템{ELECTROLYSIS CELL ELECTROLYTE PUMPING SYSTEM}
본 출원은 2004년 11월 2일 출원된 미국 임시 특허 출원 제60/522,737호 및 2005년 5월 13일 출원된 제60/594,869호를 우선권 주장한다.
본 발명은 전해 전지를 통해 전해질을 펌핑하는 시스템에 관한 것이다.
전해 전지는 전기 에너지를 사용하여 전해질의 화합물을 분해하여(splitting) 반응 기체를 생성한다. 전기분해의 화학적 반응으로 인해, 전해질의 농도는 꾸준히 증가한다. 전해 전지는 제한된 전해질의 농도 범위 내에서 적절히 작동한다. 만약 농도가 너무 낮으면, 전해질의 전기 저항이 너무 높아지며, 전해 전지의 효율은 떨어진다. 이와 달리, 전해질 농도가 너무 높으면, 전해질은 매우 부식성으로 되며 전해 전지는 돌이킬 수 없게 손상된다. 알칼리성의 전해 전지에 있어서, 통상의 농도 범위는 예를 들면, 15 내지 30%의 KOH가 될 수 있다.
전해 전지의 에너지 효율은 그 내부 저항에 달려 있다. 따라서, 전극들 사이에 낮은 옴 저항을 갖기 위해 전해 전지의 양전극과 음전극 사이의 거리는 작게 유지된다. 일부 전해 전지에서, 통상의 거리는 1mm이다. 100cm2의 활성 영역을 갖는 전해 전지에서, 전지 내부의 전해질 체적은 10 ccm이다. 200 mA/cm2의 전류 밀도에 서 시간당 약 6 내지 7 ccm의 물이 전해 전지에 의해 소비된다. 따라서, 일부 전지의 전해질이, 전지의 전해질 농도를 적절한 범위로 유지하기 위해 전지를 통해 저장소로부터 펌핑될 수도 있다. 저장소의 크기는 전해 시스템의 동작 시간을 결정한다. 전지를 통해 펌핑되어야 하는 전해질 흐름은 저장소 내의 전해질의 농도에 의존한다. 예를 들면, 허용된 최고 농도가 30%라고 가정하면, 15%의 시작 농도에서 시간당 5회 및 29%의 시작 농도에서 시간당 68회 전해 전지 내의 전해질을 교체해야 한다. 이것은 전지를 통해 펌핑되어야 하는 전해질 흐름이 시간당 50 내지 680 ccm 임을 의미한다.
반응 기체를 생성하는 일부 전해 전지에 사용되는 기체 확산 전극은 반응 기체와 전해질 사이의 작은 차압(differential pressure)에 의해 가장 잘 작동하며, 전해질 압력은 기체 압력보다 더 낮다. 사용자는 전지를 통해 전해질을 펌핑할 때 차압에 대해 주의를 기울여야 한다. 동일한 이유로, 전해질 압력은 전지 전체에 대해 거의 일정해야 하며 유동 저항으로 인한 압력 저하는 작아야 한다. 예를 들면, 전해 전지의 통상의 동작 압력은 0.5 내지 3 bar일 수 있고, 전해질 압력은 적절한 전지 동작을 위해 높아야 한다.
일반적으로, 전해질은 예를 들어, 회전 펌프(rotary pump), 기어 타입 펌프, 피스톤 펌프 또는 멤브레인 펌브(membrane pump)와 같은 종래의 펌프에 의해 펌핑된다. 그러나, 효율적인 전해 시스템에서는 이들 펌프가, 예를 들어 낮은 유동 레이트 및/또는 높은 압력 흐름을 다루는데 있어서의 문제점 및 전력 소비 문제를 포함하는 하나 이상의 한계를 갖고 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 전해 전지에 의해 생성된 기체의 적어도 일부분의 압력이 펌핑을 위한 구동 힘으로서 사용되는 전해 전지를 통해 전해질을 펌핑하는 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 측면들은 본 발명의 다양한 실시예를 예를 통해 도시 및 개시하는 다음의 상세한 설명으로부터 당업자들에게 쉽게 명확해질 것이다. 본 발명은 다른 여러 실시예에 대해 적용 가능하며, 몇몇 세부 사항은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 측면에서 수정될 수 있다. 따라서 도면 및 상세한 설명은 예로서 간주되어야 하며 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일측면에 따른 전해 전지 및 전해질 펌핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 본 발명의 다른 측면에 따른 전해 전지 및 전해질 펌핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 3은 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전해 전지 및 전해질 펌핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 4는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전해 전지 및 전해질 펌핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 5는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전해 전지 및 전해질 펌핑 시스템의 개략적인 블록도.
도면에서, 몇몇 도면에 걸쳐 유사한 도면부호는 유사한 부분을 나타내며, 본 발명의 여러 측면들은 제한적인 것이 아니라 예로서 도면에 상세하게 도시되어 있다.
첨부한 도면과 관련하여 이하에 개시된 상세한 설명은 본 발명의 다양한 실시예에 대한 설명이며 본 발명에 의해 고려되는 유일한 실시예를 나타내고자 하는 것은 아니다. 상세한 설명은 본 발명의 포괄적인 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명은 이들 세부사항 없이 실시될 수도 있다.
본 발명은 전지 그 자체에 의해 생성된 반응 기체들 중 적어도 하나의 압력을 이용하여 전해 전지를 통해 전해질을 펌핑하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 생성된 기체의 압력을 전해질의 압력과 연결하는 전해 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 전해 전지에 의해 생성된 반응 기체의 압력을 이용하여 전지를 통해 전해질을 펌핑시킨다. 도 1에서, 본 발명에 따른 펌핑 시스템은 전해 전지(100), 전해질 저장소(102) 및 전해질 펌핑 챔버(104)를 포함한다. 동작 중에, 펌핑 챔버(104)는 중력에 의해 결정된 대로 전해질 저장소(102)보다 더 낮게 위치할 수 있다.
전해 전지, 전해질 저장소, 펌핑 챔버는 전해질 도관에 의해 연결되는데, 이 도관은 전해질이 흐르는 통로(화살표 E)가 전해질이 도관을 통해 전지로부터 저장소로 흐르고, 그 다음에 도관을 통해 저장소로부터펌핑 챔버로 흐르며, 그 다음에 도관(110)을 통해 다시 전지로 흐르도록 구성될 수 있다. 또한, 펌핑 챔버(104)는 이하에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 생성된 기체 흐름(화살표 G)을 이용하여 전해질을 펌핑할 수 있도록 반응 기체 도관(112, 114)에 의해 전지와 저장소 모두에 각각 연결될 수도 있다.
전해 전지는 반응 기체를 위한 적어도 하나의 출구(1), 전해질 입구(3) 및 전해질 출구(4)를 포함한다. 저장소는 도관(106)을 통해 전해 전지의 전해질 출구(4)에 연결되는 전해질 입구(15)를 포함할 수 있다. 펌핑 챔버는 도관(112) 및 밸브(21a)를 통해 전지 반응 기체 출구(1)에 연결되는 기체 입구(10a) 및 도관(114) 및 다른 밸브(21b)를 통해 저장소 챔버의 기체 입구(14)에 연결되는 기체 출구(10b)를 포함할 수 있다. 펌핑 챔버는 또한 전해 전지(3)의 전해질 입구에 연결되는 전해질 출구(11) 및 기체 흐름 도관을 통해 저장소의 전해질 출구(20)에 연결되는 전해질 입구(13)를 포함할 수도 있다. 밸브(21a, 21b)는 예를 들어 전달 또는 제어를 위해 스위치를 이용하여 조정될 수 있으며, 이에 따라, 펌핑 챔버가 저장소와 기체 전달(gas communication)하거나 또는 전해 전지(100)와 기체 전달하도록 밸브들 중 하나만 임의의 시점에 개방될 수 있다.
전해 전지는 일반적으로 충분한 전압이 인가되면 바로 기체를 생성하기 시작한다. 도 1에 따른 시스템의 동작에서, 예를 들면 전지(100)가 동작을 시작하면 기체 압력이 발생한다. 도시된 시스템에서, 밸브(21a)가 개방되면, 전지(100)로부터의 생성된 반응 기체의 일부분이 펌핑 챔버로 흐르며, 이에 따라 압력이 증가한다. 기체의 압력 증가로 인해, 펌핑 챔버 내의 전해질이 압력을 받아 배출되고, 따라서 펌핑 챔버(104)로부터 입구(3)로 펌핑되며 다시 도관(106) 및 저장소의 전해질 입구(15)를 통해 저장소로 펌핑된다. 만약 밸브(21a)가 닫히고 밸브(21b)가 열리도록 밸브(21a, 21b)가 스위칭되면, 전해 전지와 펌핑 챔버 사이의 연결은 차단되고 전지로부터 더 이상의 기체가 펌핑 챔버에 도달할 수 없다. 대신에, 밸브(21b)가 열리면, 펌핑 챔버는 이제 도관(114)을 통해 전해질 저장소의 기체 입구(14)에 연결되어 펌핑 챔버(104) 및 전해질 저장소(102)의 압력이 평형화된다. 이에 따라, 전해질은 중력으로 인해 저장소로부터 도관(108)을 통해 펌핑 챔버로 흐를 수 있다.
저장소(102)로부터 펌핑 챔버(104)로의 전해질의 흐름은 중력에 의해 이루어질 수도 있지만, 펌핑 챔버로부터 다시 전지로의 흐름과 같은 다른 흐름이 반응 기체의 사용으로 생성된 펌핑 구동에 의해 행해질 수도 있으며, 이 경우 중력 작용을 위한 배치가 필요치 않다.
출구(4)로부터 도관(106)에 의해 전해 전지에 연결되는 저장소는 예를 들면, 전지를 통한 잔존 펌핑 압력 및/또는 도관(106)을 통해 배출되는 전해질에 의해 전해질로 계속해서 채울 수 있다.
저장소가 전해질로 펌핑 챔버를 채우는 동안, 전해 전지는 동작 중에 유지될 수 있으며, 계속해서 기체를 생성할 수 있다. 밸브(21a)를 열고 밸브(21b)를 닫도록 밸브가 다시 스위칭되면, 펌핑 챔버(104)는 다시 압력을 받아, 저장소로부터 펌핑 챔버로의 전해질 흐름이 중지되고 전해질은 전해 전지로 펌핑되어 전해 전지를 다시 통과한다. 이 주기적인 동작은 시스템을 통해 전해질을 펌핑하는데 이용될 수 있다.
원한다면 또는 필요하다면 기체 또는 액체의 흐름의 방향을 제어하기 위해, 입구(13)에서의 밸브(13a) 또는 펌프 챔버 출구(11)(도 2 참고)에서의 밸브(11a)와 같은 하나 이상의 밸브가 제공될 수 있다. 이러한 밸브는 체크 밸브 또는 원하는 대로 실제 구동되는 밸브일 수 있다. 밸브(13a, 11a 등)가 실제 구동되는 경우, 이들의 개폐는 시스템의 적절한 동작을 위해 밸브(21a, 21b)로 조정되어야 한다.
시스템이 밸브(21a, 21b)의 교호적이며 조정된 개폐를 이용하는 경우, 하나의 밸브의 개방이 자동으로 다른 밸브를 잠그도록 3/2 웨이(way) 밸브와 같은 연결 밸브를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 밸브(21a, 21b) 사이의 스위칭은 예를 들어 레벨 센서, 타이머 등과 같은 제어기에 의해 제어될 수 있다. 이러한 시스템은 조정을 위해 개폐가 필요한 시스템 내의 다른 밸브에 유용할 수도 있다.
기체의 흐름이 어느 한 순간에 밸브(21a, 21b)에 의해 제어된 한 방향으로만 흐를 때, 기체 입구(10a) 및 기체 출구(10b)에 인접한 도관들을 하나의 도관으로 결합시킴으로써 구성요소들 사이의 도관의 수를 감소시키는 것이 가능하다.
일반적으로 예를 들어 0.5 내지 3 bar의 특정 압력에서 사용하는데 이용가능한 반응 기체를 갖는 것이 바람직하며, 폐쇄된 전해 시스템에서는 작은 차압을 갖는 반응 기체들 및 전해질을 유지하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 전지(100)는 대기보다 더 큰 압력 하에서 동작할 수 있으며, 최적의 시스템 동작은 기체 및 전해질의 차압을 유지하는 것에 의존할 수 있다. 따라서, 시스템의 절대 압력의 밸런스에 주의가 요구된다. 특히, 일부 실시예에서는 저장소가 대기압에 있지만, 생성된 반응 기체 및 전지 내의 전해질은 훨씬 더 높은 압력에 있을 수 있으 며, 시스템을 통한 바람직하지 않은 차압을 회피하기 위해 펌핑 시스템 내의 압력을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 압력 제어는 전해질 흐름 저항기, 제어 밸브 등 및/또는 반응 기체 흐름 저항기 제어 밸브 등과 같은 압력 제어 장치(22a, 23a)를 사용하여 달성될 수 있다. 이들 압력 제어 장치의 선택 및 그 배치는, 수락할 수 있는 차압이 전지 내에서 유지되도록, 생성된 기체의 적어도 펌핑 부분의 압력을 전해질의 압력과 직접 결합하는데 사용될 수 있다.
도시된 시스템은 셀(100)을 개방하지 않고 전해질 농도를 조정하기 위해 전기 분해 동안 소비되는 물이 다시 채워지게 한다. 예를 들면, 전해질/물 리필 입구(18)는 시스템 내의 펌핑 챔버 또는 저장소에 제공될 수 있다. 일부 실시예에서는, 시스템을 잠그지 않고 시스템으로 액체를 유입하도록 리필 입구가 배치될 수도 있다. 일실시예에서는, 대기에 개방되도록 동작하는 저장소 내에 리필 입구가 배치될 수도 있다.
따라서, 이러한 점을 감안하여, 전해 전지에 의해 생성된 기체의 적어도 일부분의 압력이 전해질의 펌핑을 위한 구동력으로서 사용되는 전해 전지 전해질 펌핑 시스템이 제공된다. 일실시예에서는, 전해질과 기체의 차압이 전해 전지의 동작을 위해 선택된 차압이 되도록 전해질 압력이 펌핑 기체의 압력과 결합된다. 전지가 두 반응 기체를 별개로 생성하는 경우, 두 반응 기체의 압력은 또한, 두 기체 사이의 차압이 전해 전지의 동작을 위해 선택된 차압과 같게 되는 방식으로, 결합될 수도 있다.
전해 전지용 펌핑 시스템은 다음 예에서 설명하는 것과는 다른 방식으로 구 현될 수 있다. 다음 예는 시스템의 다양한 구성요소를 보여주며, 이러한 구성요소는 다양한 선택된 특성을 갖는 동작 시스템을 제공하기 위해 독자적으로 또는 원한다면 조합하여 사용될 수도 있다.
예 1
도 2는 펌핑을 위해 전해 전지(100)로부터 반응 기체의 제 1 부분을 이용하며, 전해질을 펌핑하는 것 외의 다른 응용을 위해 라인(120)을 통해 사용자에게 반응 기체의 제 2 부분을 제공하는 전해 시스템의 일례를 도시하고 있다. 이 특정 실시예에서, 시스템은 실제로 두 개체를 생성하는데, 제 1 기체(기체 1)는 펌핑을 위해 사용되고, 제 2 기체(기체 2)는 사용자에 의한 사용/수집을 위해 전달된다. 일실시예에서, 시스템은 기체 1로서 산소를 생성하고 기체 2로서 수소를 생성하도록 선택될 수 있다. 그러나, 전해 시스템에서 다른 반응 기체를 형성하는 것도 고려할 수 있다.
기체 2는 펌핑용으로 사용된 후에 출구(16)에서 대기로 방출된다. 따라서, 전해질 저장소(102)는 이 예에서 압력을 받지 않는다.
이 실시예에서, 전해 전지에서의 전해질 압력은 전지 내의 기체 확산 전극의 최적의 환경에서 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 저장소 내의 대기압이 입구(3)에서 기체(1)의 압력에 가깝고 출구(4)에서 대기압에 가까운 전해질 압력을 생성하는 출구(4)와 통하기 때문에, 전해 전지의 전해질 출구(4)는 저장소 입구의 입구(15)에 직접 연결되지 않는다. 이 경우, 전해질 입구와 전해 전지의 출구 사이의 감압은 기체(1)의 압력에 가까울 것이다. 따라서 조정 가능한 유동 저장소(22)가 전해 전지와 저장소 사이에 사용된다. 도 2에서, 주 압력 밸브가 도시되어 있지만, 니들 밸브의 사용을 통해서와 같이 유동 저항(22)이 다른 방식으로 삽입될 수도 있다. 유동 저항은 전해 전지의 출구에서의 전해질 압력이 입구에서와 거의 같도록 조정되어야 한다. 반응 기체(2)의 압력은 또한 주 압력 밸브(23)에 의해 조절되며 기체(1)의 압력으로 조정될 필요가 있다.
3/2 웨이 밸브(21)는 기체 포트(10)를 통한 펌핑 챔버(104)로의 기체 흐름 또는 펌핑 챔버(104)로부터의 기체 흐름을 제어하도록 제공된다. 밸브(21)는 액체 레벨 스위치(12)에 의해 스위치된다. 액체 레벨 스위치(12)를 사용하면, 펌핑 챔버 내의 전해질이 로우 레벨에 있는 것으로 감지되자마자, 밸브(21)가 리필 모드로 스위칭되는데, 이는 펌핑 챔버 기체 포트(10) 및 저장소 기체 입구(14)를 연결한다. 스위치(12)가 전해질 레벨이 하이 레벨에 있다고 감지하면, 스위치는 밸브(21)에 신호를 보내 펌핑 모드로 스위치하게 하고, 이 때 전해 전지의 펌핑 챔버 기체 포트(10) 및 기체 출구(1)가 연결된다.
저장소 및 그 내부를 흐르는 임의의 기체(1)가 대기에 열려 있기 때문에, 두 반응 기체 및 전해질의 압력은 서로 결합되지 않는다. 따라서, 반응 기체 및 전해질의 압력은 직접 결합되지 않고 개별적으로 조정되며 전지 내에서의 선택적으로 받아들일 수 있는 압력 차를 유지하도록 서로에 대해 조정되기 위해 감시될 필요가 있다. 감시는 예를 들어 압력 센서(5, 6)를 이용하여 이루어질 수 있다.
물론, 시스템은 예를 들어 기체 흐름으로부터 동반된 전해질을 제거하고 이 것을 전해질 유동 라인으로 되돌리는 스트리퍼(stripper) 및 필터(7, 8, 9), 배출 입구(venting inlet)(17), 전해질/물 충진 입구(18), 시스템이 물의 리필을 요구하는 때를 나타내는데 유용한 전해질 레벨 스위치(19), 배수관(27) 중 하나 이상과 같은 동작을 용이하게 하기 위한 다른 작동 요소를 포함할 수 있다.
예 2
도 3은 예 1에서 설명한 것과 유사하지만 라인(120a, 120b)을 통해 사용자에게 이용 가능한 두 반응 기체(기체 1 및 기체 2)를 만드는 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 이 실시예에서, 반응 기체 1의 압력은 또한 주 압력 밸브(24)에 의해 조정된다. 따라서, 저장소 내의 전해질이 압력을 받고, 예 1의 유동 저항(22)과 같은 유동 저항이 필요치 않다. 펌핑 챔버가 저장소로부터 리필되는 동안 전해질 펌핑에 사용된 압력 차가 발생한다.
이 실시예에서, 펌핑 기체(기체 1) 및 전해질의 압력이 직접 결합된다. 따라서, 두 기체의 압력만이 감시되며 전해 전지를 통해 압력 차를 제어하도록 서로에 대해 조정된다.
예 3
도 4는 두 반응 기체의 압력이 결합되는 시스템을 도시한 것이다. 따라서, 도 3의 23, 24로 표시된 두 개의 주 압력 밸브 대신에, 차압 밸브(25)가 사용된다. 따라서, 기체 1의 압력만이 감시되고 기체 1 및 기체 2 사이와 기체 1과 전해질 사 이의 압력 차가 고정된다.
예 4
도 5에 도시된 시스템은, 3/2 웨이 밸브(21)가 스위칭되는 방식에서 예 3의 시스템과 상이하다. 특히, 밸브(21)를 트리거하기 위해 액체 레벨 스위치를 사용하는 대신에 타이머(28)에 의해 트리거링이 행해진다. 또한, 펌핑 챔버(104)의 전해질 입구(13) 및 출구(11)에서의 체크 밸브(13a, 11a)가 타이머(28)에 의해 트리거링된 다른 3/2 웨이 밸브(26)로 교체된다. 밸브(26)는 펌핑 챔버의 전해질 포트(11b)와 전해 전지의 전해질 입구(3) 사이의 제 1 연결 및 펌핑 챔버 포트(11b)와 저장소의 전해질 출구(20) 사이의 제 2 연결 사이를 스위칭할 수 있다.
개시된 실시예 및 예의 설명은 당업자들이 본 발명을 실시하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형들이 당업자들에게는 자명할 것이며, 본 명세서에 규정된 전반적인 원리는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 다른 실시예에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에 부합하는 모든 범위를 포함하며, 특별한 언급이 없는 한 단수형 요소가 단 하나의 요소만 존재하는 것을 의미하지는 않는다. 당업자에게 현재 알려져 있거나 또는 장차 알려지게 될 본 명세서를 통해 전반에 걸쳐 설명된 다양한 실시예들의 요소와 구조 및 기능이 동일한 모든 등가물이 청구범위의 구성요소에 의해 포함되는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 어떠한 것도 비록 청구범위에 명시적으로 열거되어 있는 지의 여부에 관계없이 공용으로 제공하고자 하는 것은 아니다. 특히 미국과 관련해서는, 구성요소가 "수단" 또는 "단계"란 표현을 사용하여 나열되지 않으면, 어떠한 청구범위 요소도 35 USC 112 제6절의 규정 하의 요소로 해석되어서는 안 된다.

Claims (16)

  1. 전해 전지(electrolysis cell)를 통해 전해질을 펌핑하는 시스템에 있어서,
    상기 전해 전지에 의해 생성된 기체의 적어도 일부분의 압력이 상기 펌핑을 위한 구동력으로서 사용되는
    시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 전지는 전해질 압력을 포함하고, 상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 펌핑 기체 압력을 포함하며, 상기 전해질 압력은 상기 전해질과 상기 생성된 기체의 적어도 일부분 사이의 임의의 차압(differential pressure)이 상기 전해 전지의 동작을 위해 선택된 차압과 같도록 하는 방식으로 상기 펌핑 기체 압력과 결합되는
    시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 제 1 기체이고, 상기 전해 전지는 제 2 기체를 생성하며, 상기 제 1 기체 및 제 2 기체 모두의 압력은 두 기체들 간의 차압이 상기 전해 전지의 동작을 위해 선택된 차압과 같도록 하는 방식으로 결합되는
    시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 상기 전해 전지 내의 동작 기체 압력을 유지하도록 압력 조절되는
    시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 전지를 통한 전해질의 흐름은 전해질 압력을 가지며, 상기 전해 전지 내의 동작 전해질 압력을 유지하도록 압력 조절되는
    시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 기체 압력을 가지며, 상기 전해 전지 내의 동작 기체 압력을 유지하도록 압력 조절되고, 상기 생성된 기체의 적어도 일부분의 기체 압력은 감시되며, 상기 전해 전지 내의 동작 압력 차를 유지하도록 전해질 압력에 대해 조정되는
    시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 기체 압력을 가지며, 상기 기체 압력은 상기 전해질과 상기 생성된 기체의 적어도 일부분 사이의 임의의 차압이 상기 전해 전지의 동작을 위해 선택된 차압과 같도록 하는 방식으로 상기 전해질 압력에 직접 결합되는
    시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 전지로부터 전해질을 받아들이는 입구 도관을 통해 연결되고 전해질을 상기 전해 전지로 흐르게 하는 출구 도관을 통해 연결된 펌핑 챔버 및 전해질 저장소를 더 포함하는
    시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전해질 저장소 및 상기 펌핑 챔버로부터 상기 전해 전지의 전해질을 압력 격리시키기 위해 상기 입구 도관 내에 압력 제어부와 상기 출구 도관 내에 압력 제어부를 더 포함하는
    시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전해질 저장소는 상기 펌핑 챔버로부터 압력 격리 가능한
    시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 전지는 상기 전해질을 펌핑하는 것 외의 다른 응용을 위해 전달되는 제 2 기체 부분을 생성하는
    시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 전지는 대기압보다 더 높게 상승된 압력에서 동작하고, 상기 시스템은 상기 전해 전지 내의 상기 상승된 압력을 유지하면서 전해질을 펌핑하도록 동작하는
    시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은
    상기 전해 전지로부터 전해질 저장소로, 그 다음에 전해질 펌핑 챔버로, 그 다음에 상기 생성된 기체의 적어도 일부분의 흐름에 의해 다시 상기 전해 전지로 전해질을 순환시키는
    시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 전해질 펌핑 챔버로 제공되어 상기 전해질 펌핑 챔버 내의 상기 전해질의 압력을 상승시켜 전해질을 상기 전해 전지로 이동시키는
    시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전해 전지로부터 펌핑된 전해질을 받아들여, 상기 전해질 펌핑 챔버와 상기 전해질 저장소 사이에서 압력이 평형화될 때 상기 전해질을 상기 전해질 펌핑 챔버로 전달하는 전해질 저장소를 더 포함하는
    시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 생성된 기체의 적어도 일부분은 기체 압력을 가지며, 상기 기체 압력은 상기 전해질 펌핑 챔버와 상기 전해질 저장소와 교통하고 이들 내에서 실질적으로 유지되도록 조정되어, 상기 전해질과 상기 전해 전지 내에서 생성된 기체의 적어도 일부분 사이의 동작 압력 차를 유지하는
    시스템.
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