KR20240035839A - 가스의 전기분해 생성을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

전기분해 장치는 두 개의 스택(1)을 포함하며, 그것의 전기분해 셀(2)은 오로지 기계적 기능만을 갖는 엔드 플레이트(7)와 반응물, 냉각제를 공급하고 반응 생성물과 냉각제를 배출하는 역할도 하는 엔드 플레이트(6) 사이에 고정되어 있다. 두 개의 스택(1)은 극성이 반대되는 방식으로 구성되며 연결 유도 엔드 플레이트(6)와 그 연결이 작동 시 동일한 전위를 받는 방식으로 직렬로 연결된다.

Description

가스의 전기분해 생성을 위한 장치

본 발명은 가스의 전기분해 생성을 위한 장치, 특히 물로부터 수소와 산소를 생성하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 가스의 전기분해 생성을 위한 장치, 특히 물로부터 수소와 산소를 생성하는 장치에 관한 것이다. 이러한 전기분해 장치는 최신 기술에 속하는 것으로 간주되며 스택으로 배열되고 직렬로 연결된 다수의 전기분해 셀로 구성된다. 반응물 및 대부분과 마찬가지로 필요한 냉각수가 공급되는 채널은 스택을 통과하며, 스택을 통과하는 이러한 채널은 대부분 수직 또는 대략 수직으로, 즉 전기분해 셀에 비스듬하게 이어지고, 각각의 개별 전기분해 셀을 채널 연결, 즉 반응물 및 가능한 냉각수를 공급하며, 다시 냉각수를 제거하고 반응 생성물을 배출하기 위해 제공된다. 수소 전기분해 셀의 경우, 순수한 물이 반응물로 초과 공급되고 나아가 냉각제 역할을 하며, 초과된 물에 따른 냉각수는 다시 빠져나가게 된다. 반응 생성물로 포획되는 것은 대부분 수소뿐이며, 산소는 초과된 물과 함께 빠져나가게 된다.

셀 스택, 소위 스택으로 구성되는 이러한 전기분해 셀은 알칼리성 전기분해 셀, PEM 전기분해 셀, 고온 전기분해 셀, AEM 전기분해 셀 등일 수 있다. 전기적으로 직렬로 연결되고 적층 방식으로 배열된 이러한 전기분해 셀은 셀에 개별적으로 전압을 가할 필요가 없고, 전체로서의 스택에만 전압을 가하여 각 개별 셀에 동일한 전류가 흐르게 되므로 그 가치가 입증되었다. 이러한 스택의 출력은 전기분해 셀의 표면적뿐만 아니라 그 수에 따라서도 달라진다. 스택의 수가 많을수록 여기에 적용되는 전압도 커진다. 여기서, 효율성 및 구조 크기를 개선하기 위해 이러한 전기분해 장치에서는 높은 에너지 밀도를 유지하기 위해 항상 노력하고 있다. 반면에, 채널을 통한 셀의 공급과 적절한 냉각이 보장되어야 하는데, 이는 설계와 관련하여 한계가 있다. 이러한 이유로, 실제로는 전기분해 셀이 스택으로 함께 연결될 뿐만 아니라, 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 스택들이 또한 병렬 및 직렬로 연결된다. 실제로 설계에 영향을 미치는 기술 지침도 있다. 따라서 예를 들어 전기안전 요구사항을 지정하는 저전압 지침은 공급 전압을 최대 1,500V로 제한한다. 기술적으로 이 전압 수준을 크게 초과하는 경우에도 문제가 없지만, 더 중요한 안전 예방 조치가 필요하다.

이러한 고전압을 인가할 때의 한 가지 문제점은 채널을 통해 공급되는 증류수가 극히 낮은 전기 전도도를 가지지만, 그러나 이러한 전압에서는 무시할 수 없으며 5x10-6 S/m에 해당하는 0.055 μS/cm 이다. 이러한 이유로, 대응하는 긴 도관 경로를 통해 셀 스택의 직렬 연결에 의해 수반되는 두 개의 셀 스택의 엔드 플레이트의 전기적 연결이 보장되어야 하며, 공급이 이루어지는 엔드 플레이트는 저항이 매우 높아 전위차로 인한 전기 산화를 통한 표면 변화가 장기간에 걸쳐 확실하게 배제되어야 한다. 그러나 반면에 긴 도관 경로는 시설을 확장하고, 이로 인해 통과 흐름 저항을 증가시키며 통과하는 물의 순도에도 불리할 수 있으므로 바람직하지 않다.

이러한 배경에 대하여, 본 발명의 목적은 전술한 문제를 피하도록 전술한 구성 유형의 전기분해 가스 생성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 1에 명시된 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항, 후속 설명 및 도면으로부터 비롯된다.

가스의 전기분해 생성을 위한 장치, 특히 물로부터 수소와 산소를 생성하는 본 발명에 따른 장치는 반응물 및/또는 냉각수의 공급을 위한 적어도 하나의 채널과 함께, 적층 방식으로 배열되고 직렬로 연결된 다수의 전기분해 셀을 포함하며, 상기 채널은 전기분해 셀에 수직 또는 비스듬하게 이어진다. 본 발명에 따르면, 직렬로 직접 연결된 두 개의 전기분해 셀 사이의 채널은 반응물 및/또는 냉각제를 공급하는 공급 도관에 연결된다.

여기서, 직렬로 직접 연결된 두 개의 전기분해 셀 사이의 공급 도관에 연결된 채널은 반응물만 유도하거나 냉각제와 함께 반응물을 유도하는 것으로 가정된다.

본 발명의 기본 개념은 동일한 전위가 존재하도록 보장하기 위해 직렬로 직접 연결된 두 개의 전기분해 셀 사이에 반응물 및/또는 냉각제, 특히 물의 공급이 수행되도록 하는 것이며, 이러한 방식으로 필요한 긴 도관 경로를 피하고 컴팩트한 구성 방식에도 불구하고 스택의 공급 영역에 전위차가 존재하지 않도록 보장하기 위해서이다.

여기서, 본 발명에 따르면, 공급은 스택의 중간에서 이루어질 수도 있고, 두 개의 스택의 엔드 플레이트를 통해 이루어질 수도 있으며, 공급은 공급이 수행되는 두 개의 엔드 플레이트 각각에 동일한 전위가 흐르도록, 즉 엔드 플레이트에 있는 전기분해 셀이 동일한 전위에 적용되도록 수행된다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 직렬로 연결되고 엔드 플레이트 사이에 스택으로 고정되는 PEM 구성 유형의 전기분해 셀로 형성되며, 이는 물로부터 수소 및 산소의 전기분해 생성에 유리하게 적용된다. 그러나 본 발명은 이러한 구성 유형에 제한되지 않고 처음에 언급된 셀이나 다른 셀도 적용될 수 있으며, 다른 반응 생성물과 다른 반응물에도 적용될 수 있다.

직렬로 연결된 적어도 두 개의 셀 스택이 제공되며, 상기 스택은 예를 들어 처음에 설명한 바와 같이 적층 방식으로 배열되고 직렬로 스택에 전기적으로 연결되는 전기분해 셀로 이루어지며, 각각의 셀 스택은 반응물 및/또는 냉각제의 공급을 위해 스택을 통과하는 적어도 하나의 채널을 포함하고, 이들 채널 각각은 각각의 셀 스택의 단지 한쪽 측면에서만 공급 도관에 연결되는 경우가 특히 유리하다. 이러한 구성으로, 본 발명의 추가적으로 유리한 실시예에 따르면, 셀 스택이 서로 전기적으로 연결되는 단부 측에서 전기적으로 직렬로 연결되는 두 개의 셀 스택의 채널 연결을 배열하는 것이 고려된다. 모든 채널이 각각의 엔드 플레이트에 연결된 경우, 즉 다른 엔드 플레이트가 순전히 기계적 고정 기능을 갖는 경우 이러한 배열이 특히 유리하다는 것을 이해해야 한다. 본 발명에 따른 이 실시예는 공급을 위해 사용되는 엔드 플레이트를 동일한 측면의 두 스택이 아닌 서로 다른 측면에 배열하는 것을 고려하며, 이에 따라 각각의 엔드 플레이트를 지지하는 전기분해 셀은 작동 시 동일한 전위를 받게 된다.

설계와 관련하여, 직렬로 연결된 두 개의 셀 스택이 서로 옆에 배열되어 동일한 측면에서 서로 전기적으로 연결되는 경우가 특히 유리하다. 그런 다음 전기 연결은 바람직하게는 직선 전도 연결, 예를 들어 구리 시트 섹션을 통해 최단 경로에서 이루어질 수 있다. 여기서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 직렬로 연결된 두 개의 셀 스택은 채널 연결부도 동일한 측면에 배열되도록 서로 옆에 배열된다. 이로 인해 공급 도관 또는 배출 도관에 연결될 채널 연결에 대한 경로가 짧아지며 다른 한편으로는 두 개의 스택을 직렬로 연결하고 마지막으로 유리하게는 스택의 다른 측면에 가깝게 배열되는 전기 연결을 위해 짧은 전기 연결로 이루어진다.

일반적으로 스택을 통과하는 반응물 공급 및/또는 냉각제 공급을 위한 채널뿐만 아니라, 스택은 편의상 반응 생성물, 예를 들어 수소의 배출을 위한 적어도 하나의 채널 및 추가 반응 생성물, 예를 들어 산소의 배출과 냉각제의 배출을 위한 추가 채널을 포함한다. 설계와 관련하여, 이러한 모든 채널 연결이 각각의 셀 스택의 한쪽 측면, 바람직하게는 엔드 플레이트에 제공되는 것이 특히 유리하며, 이에 따라 셀 스택이 서로 옆에 있는 경우에 연결도 마찬가지로 두 개의 셀 스택의 한쪽에서 서로 옆에 놓인다는 것을 이해하여야 한다.

각각의 셀 스택이 엔드 플레이트 사이에 고정되고, 이들 엔드 플레이트가 전기분해 셀에 대하여 전기적으로 절연되는 방식으로 배열되는 것이 특히 유리하다. 이로써 장치 내에서의 단락 위험이 크게 감소된다. 그런 다음 엔드 플레이트는 유리하게는 접지 전위에 연결되며, 이에 따라 전압이 고정된 전기분해 셀 사이에서만 존재하게 된다.

가능한 가장 짧은 경로로 도관 경로에, 특히 반응물, 특히 물을 공급하기 위해, 스택을 통과하는 반응물의 공급을 위한 각각의 채널은 두 개의 셀 스택에서 나오고 공통 공급 도관에 연결되며, 상기 셀 스택은 서로 옆에 배열되고 전기적으로 직렬로 연결된다. 유리하게는 생성 가스의 배출을 위한 채널과 초과된 반응물, 특히 냉각수의 배출을 위한 채널이 동일한 방식으로 함께 연결된다는 것으로 이해되어야 한다.

직렬로 연결된 두 개의 스택의 전기적 연결 영역에서, 최단 경로에서 말단측 전기분해 셀이 샘플 전위에 노출되어 서로 전기 전도성으로 연결되도록 하기 위해, 스택은 유리하게는 반대 극성을 갖도록 구성 및 배열되는데, 즉 하나의 스택에 관하여 채널 연결이 이루어지는 엔드 플레이트는 첫 번째 또는 마지막 전기분해 셀의 양극 측에 있는 반면, 인접한 스택과 관련하여 이 엔드 플레이트는 이 스택의 첫 번째 또는 마지막 전기분해 셀의 음극 측에 있다. 그러한 바람직한 배열에 관하여, 설계와 관련하여 서로 옆에 배치되고 서로 전기적으로 연결된 두 개의 셀 스택이 공통 엔드 플레이트를 포함하는 경우에 특히 유리하다. 이를 통해, 도관 경로를 더욱 단축할 수 있다. 서로 바로 옆에 배치된 두 개의 셀 스택의 매우 컴팩트한 구조 형태가 탄생한다. 여기서, 두 개의 셀 스택 모두에 유리하게는 모든 채널 연결이 이 하나의 공통 엔드 플레이트를 통해 이루어지도록 설계되며, 즉 각각의 셀 스택은 물 공급을 위한 적어도 하나의 채널, 물 배출과 산소 배출을 위한 적어도 하나의 채널 및 수소 배출을 위한 적어도 하나의 채널을 포함하고, 이들 채널은 하나의 공통 엔드 플레이트에 의해 유리하게 결합되고 도관 연결된다.

유리하게는, 본 발명에 따른 원리는 직렬로 연결되어 공통 스택을 형성하고 기계적 기능만을 갖는 두 개의 엔드 플레이트 사이에 고정되어 있으며, 그런 다음 연결 플레이트가 스택 사이의 중간에 제공되고, 이 연결 플레이트를 통해 공급 시에 적어도 하나의 반응물이 공급되지만, 바람직하게는 전체 스택의 모든 유체 연결이 그곳에 배열되는 두 개의 스택을 통해 실현될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치는 유리하게는 PEM 구조 유형의 전기분해 셀로부터 가스를 전기분해 생성하기 위해 구성되어 순수한 물로부터 수소와 산소를 생성한다.

본 발명은 이하에서 도면에 도시된 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 서로 전기적으로 연결되어 있는 두 개의 전기분해 스택의 개략적인 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 제2 실시예 변형을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 제3 실시예 변형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예 변형에 따른 두 개의 셀 스택을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 셀 스택의 정면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 셀 스택의 측면도이다.
도 8은 제2 실시예 변형에 따라 공통 엔드 플레이트를 갖는 두 개의 셀 스택을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 셀 스택 배열의 정면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 셀 스택 배열의 측면도이다.
도 11은 도 6에 도시된 셀 스택 중 하나를 통과하는 단면을 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 전기분해 장치가 도 1에 도시되어 있으며, 상기 장치는 소위 스택(1)이라고 불리는 두 개의 전기분해 셀 스택으로 구성된다. 각각의 스택(1)은 PEM(polymer electrolyte membrane) 구조 유형의 다수의 전기분해 셀(2)을 포함한다. 이러한 스택의 구성은 최신 기술에 속하는 것으로 간주되며 WO 2019/228616 A1에 설명되어 있으며, 이와 관련하여 여기서 언급된다.

서로 지지하는 방식으로 그 사이에 배치되는 양극판을 갖는 전기분해 셀(2)은 스택으로 적층되며, 셀(2)의 말단 측에서 스택의 일측에는 전기 연결 플레이트(3)가 제공되고, 스택의 타측에는 연결 플레이트(4)가 제공된다. 연결 플레이트(3, 4) 사이에 전기분해 셀(2)이 직렬로 연결되고, 엔드 플레이트(6, 7)가 연결되는 절연 플레이트(5)는 연결 플레이트(3, 4)의 각각의 셀(2)로부터 멀어지는 측면에 배치되며, 그 엔드 플레이트들 사이에 전기분해 셀(2)의 스택(1)이 기계적으로 고정된다.

필요한 기계적 고정은 일반적으로 스택(1)을 통과하고 엔드 플레이트(6, 7)의 외부 측면에서 조여지는 다수의 볼트에 의해 제공된다. 여기서, 스택(1)의 한쪽 측면에 있는 엔드 플레이트(7)는 기계적 고정에만 사용되는 반면에, 엔드 플레이트(6)는 기계적 고정과는 별개로 또한 스택을 통과하는 채널을 통해 개별 전기분해 셀(2)로의 공급 및 제거 역할을 하는 연결부(8, 9, 10)를 포함한다. 따라서 연결부(8)는 반응수의 공급을 위해 제공된다. 물은 과도하게 공급되며 동시에 냉각수 역할을 한다. 생성 가스 수소는 연결부(9)를 통해 스택(1) 외부로 유도된다. 연결부(10)는 생성 가스 산소뿐만 아니라 냉각제, 즉 초과된 물을 유도하기 위해 제공된다.

이러한 스택 구성은 그 가치가 입증되었으며, 여기서 전기분해 셀(2)의 수는 최대 750볼트의 전압이 연결 플레이트(3, 4) 사이에 인가되도록 선택된다. 전기분해 장치가 본 사례에서와 같이 직렬로 연결된 두 개의 스택(1)으로 구성되는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 양극은 도 1의 좌측에 있는 스택(1)의 연결 플레이트(3)에 있고 장치의 음극은 우측에 있는 스택(1)의 연결 플레이트(4)에 있으며, 좌측 스택(1)의 연결 플레이트(4)와 우측 스택(1)의 연결 플레이트(3)는 전기 리드(11)에 의해 서로 연결된다. 이 장치는 최대 1,500 볼트의 전압에서 작동하도록 설계되었으며, 이에 따라 저전압 지침에 따라 작동할 수 있다. 이것은 단지 예시적으로만 이해되어야 하고 원칙적으로 구조는 원하는 전압에 맞게 설계될 수 있으며, 스택(1)의 전기분해 셀(2)의 수가 증가하거나 감소할 수 있으며 또는 더 많은 스택(1)이 서로 연결될 수 있다.

도 1에 도시된 실시예와 관련하여, 채널 연결은 상세하게 도시되지 않는다. 여기서, 두 개의 스택(1)이 역분극으로 구성되는 것과 관련하여, 직렬로 연결된 스택(1)의 기본 원리만이 표현된 것이며, 따라서 리드(11)에 의해 연결할 때, 두 개의 스택(1)의 채널 연결(8)에서 동일한 전위가 적용된다는 것이 보장된다. 도 1에 도시되지 않으며 순수한 물을 유도하고 이것을 반응물 및 냉각제로서 연결부(8)에서 스택(1)으로 공급하는 공급 도관(12)의 도관 연결은 가능한 짧게 설계될 수 있다. 이러한 배열에서는 스택(1)의 모든 연결부(8 내지 10)에 동일한 전위가 적용되기 때문에 도관 길이에 따라 발생하는 순수한 물의 전기 저항을 고려할 필요가 없다.

스택(1) 내에서 전기분해 셀(2)의 이러한 서로 다른 배열로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 자체로 유리한 두 스택(1)의 리드 연결(11)이 실현될 수 있다. 여기서, 2개의 스택(1)은 리드 연결이 이루어지는 엔드 플레이트(6)가 한 쪽에 배치되고, 기계적으로만 작용하는 엔드 플레이트(7)가 다른 쪽에 배치되도록 배열된다. 이를 통해, 전위차에 의해 이 영역에서 활성화될 수 있는 전기 산화 또는 기타 전해 절차의 위험을 수반하지 않고, 순수한 물을 공급하기 위한 공통 공급 도관(12)에서 스택(1)의 연결부(8) 사이의 도관 연결을 비교적 짧은 방식으로 설계하는 것이 가능하다. 생성 가스 수소의 배출을 위한 연결부(9)는 초과된 물과 생성 가스 산소가 배출되는 연결부(10)와 동일한 방식으로 함께 연결될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 이러한 배열은 도 2에 도시된 두 개의 스택(1)이 연결부(8, 9, 10)가 이미 함께 연결되어 있는 공통 엔드 플레이트(6a)를 갖는다면 훨씬 더 컴팩트한 방식으로 설계될 수 있으며, 이러한 연결은 도 3에 표시된 바와 같이 연결부(8)에 의해 매우 짧은 경로를 통해 함께 연결될 수 있다. 이러한 배열은 특히 콤팩트하며 두 개의 스택(1)의 엔드 플레이트(7)와 공통 엔드 플레이트(6a)는 절연 플레이트(5, 5a)에 의해 전기분해 셀(2)에 대하여 절연되고 접지 전위를 받게 된다. 도관 연결부(8, 9, 10)가 스택(1)의 일측에서 엔드 플레이트(6a)에 제공되며, 전기 연결부가 타측에서 인출되되, 특히 도 3의 좌측에 있는 스택의 연결 플레이트(3)와 도 3의 우측에 있는 스택의 연결 플레이트(4)를 통해 이루어진다. 스택(1)의 전기적 연결은 공통 구리 플레이트(11a)를 통해 이루어진다.

추가적인 실시예 변형이 도 4에 의해 도시되어 있는데, 이는 처음 충전된 전기분해 셀(2)에 동일한 전위가 할당되어 이 영역에 전압 차이가 없도록 하는 방식으로 물 연결부(8)가 두 개의 스택(1)에 공급된다는 서두에 설명된 원리를 따른다. 도 4에 도시된 전기분해 장치는 원칙적으로 두 개의 스택(1a, 1b)으로 구성되며 이들은 연결 플레이트(6b)의 중간 연결을 통해 서로 연결된다. 두 개의 스택(1a 및 1b)의 고정은 두 개의 엔드 플레이트(7)에 의해 이루어지며, 둘 다 단지 기계적 작업을 수행하고 절연 플레이트(5)에 의해 스택(1a, 1b)의 전기분해 셀(2)에 대하여 절연된다. 여기에서 연결 플레이트(3, 4)는 엔드 플레이트(7)에 가깝게 배치되지만, 두 개의 스택(1a, 1b)의 서로 다른 단부 측에 배치된다.

전기분해 장치의 기본 구성은 도 1 내지 도 4를 통해 설명된다. 도 5 내지 도 7은 두 개의 동일하게 구성된 스택(1)이 서로 옆에 배열되는 것과 관련된 도 2에 따른 실시예의 변형을 도시하며, 여기서 전기분해 셀(2)은 개별 스택에 반전된 방식으로, 즉 반대 극성으로 배열된다. 여기서 기계적 엔드 플레이트(7)는 스택(1)의 하부 측에 배치되는 반면에, 연결부(8 내지 10)가 마련되는 엔드 플레이트(6)는 상부 측에 배치된다. 연결부(8, 9, 10)가 엔드 플레이트(7)에서 각각의 스택의 후면 또는 상단으로 어떻게 유도되어 최단 경로의 공통 도관으로 서로 연결될 수 있는 지를 명확하게 볼 수 있다. 전기분해 셀(2)은 다수의 타이로드(13)에 의해 기계적으로 연결되며, 이는 디스크 스프링 조립체(14)의 중간 배치에 의해 엔드 플레이트(6, 7)와 그 사이에 배치된 전기분해 셀(2)을 조이게 된다.

도 8 내지 도 10에 도시된 실시예 변형은 도 3에 따른 실시예, 즉 두 개의 스택(1)에는 공통 연결 플레이트(6a)가 제공되는 실시예에 대응한다. 본 실시예 변형에 있어서, 연결부(8, 9, 10)에서 공급 도관(12) 또는 배출 도관(15, 16) 사이의 도관 연결이 명확하게 인식될 수 있다. 이것은 매우 효과적인 작동을 보장하는 짧은 도관 연결을 갖춘 매우 컴팩트한 디자인이다. 연결 플레이트(3, 4)는 돌출부(3a, 4a)에 의해 각각의 스택의 전면 측에서 개별적으로 외부로 돌출된다. 두 개의 스택(1)의 극성이 반대 방향으로 흐르기 때문에, 리드(11)를 통한 전기적 연결에는 짧은 구리 시트만 필요하며, 이는 도면의 상부에 있는 연결 플레이트(3, 4)의 돌출부(3a, 4a)를 서로 전기적으로 연결한다. 스택(1)의 전기적 연결은 도면의 하부에 있는 연결 플레이트(3, 4)의 돌출부(3a, 4a)를 통해 개별적으로 이루어진다.

스택(1)의 내부 구조는 도 11에서 볼 수 있다. 특히, 셀 스택(1)에 수직으로 이어지며 순수한 물을 공급하는 역할을 하는 채널(18)이 인식될 수 있다. 이 채널(18)에는 연결부(8)에 연결된 공급 도관(12)을 통해 물이 공급된다. 생성물 가스 산소 및 냉각제 역할을 하는 초과된 물은 채널(20)로 들어가고 거기서 연결부(10)로 향하고 도관(16)을 통해 밖으로 인출된다. 생성물 가스 수소에 대한 채널은 도 11에 표시되지 않으며, 이는 채널(18, 20)과 평행하게 이어진다.

1: 스택
1a, 1b: 도 3, 8 ~ 10의 스택
2: 전기분해 셀
3: 연결 플레이트 +
3a: 연결 플레이트(3)의 돌출부
4: 연결 플레이트 -
4a: 연결 플레이트(4)의 돌출부
5: 절연 플레이트
5a: 도 3, 8 ~ 10의 절연 플레이트
6: 연결부가 있는 엔드 플레이트
6a: 공통 엔드 플레이트
6b: 도 4의 연결 플레이트
7: 기계적 엔드 플레이트
8: 순수한 물을 위한 연결부
9: 생산 가스 수소를 위한 연결부
10: 생산 가스 산소 및 물 배출을 위한 연결부
11: 전기 리드
11a: 구리 플레이트
12: 순수한 물의 공급 도관
13: 타이로드
14: 디스크 스프링 어셈블리
15: 수소용 제품 도관
16: 산소 및 초과된 물 위한 제품 도관
18: 스택 내의 물 공급용 채널
20: 스택 내의 물과 산소 배출을 위한 채널

Claims (12)

1. 가스의 전기분해 생성을 위한 장치, 특히 물로부터 수소와 산소를 생성하는 장치로서, 반응물 및/또는 냉각수의 공급을 위한 적어도 하나의 채널(18)과 함께 적층 방식으로 배열되고 직렬로 연결된 다수의 전기분해 셀(2)을 포함하고, 상기 채널은 전기분해 셀에 수직 또는 비스듬하게 이어지며, 직렬로 직접 연결된 두 개의 전기분해 셀(2) 사이의 채널(18)은 반응물 및/또는 냉각제를 공급하는 공급 도관(8, 12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
2. 제1항에 있어서,
   직렬로 전기적으로 연결된 적어도 두 개의 셀 스택(1)이 제공되며, 상기 스택(1)은 적층 방식으로 배열되고 스택(1)에서 직렬로 전기적으로 연결되는 전기분해 셀(2)로 이루어지고, 각각의 셀 스택(1)은 반응물 및/또는 냉각제의 공급을 위해 스택(1)을 통과하는 적어도 하나의 채널(18)을 포함하며, 이들 채널(18) 각각은 각각의 셀 스택(1)의 한쪽에서만 공급 도관(12)에 연결되고, 직렬로 전기적으로 연결되는 상기 두 개의 셀 스택(1)의 채널 연결부(8)는 셀 스택(1)이 서로 전기적으로 연결되는 측면에 배열되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
3. 제2항에 있어서,
   직렬로 연결되는 상기 두 개의 셀 스택(1)은 동일한 측면에서 서로 전기적으로 연결되도록 서로 옆에 배열되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   직렬로 연결되는 상기 두 개의 셀 스택(1)은 채널 연결부(8) 또한 동일한 측면에 배치되도록 서로 옆에 배열되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 셀 스택(1)은 반응 생성물 및/또는 냉각제의 배출을 위한 추가 채널(20)을 포함하며, 모든 채널(18, 20)은 각각의 셀 스택(1)의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 셀 스택(1)은 상기 전기분해 셀(2)에 대하여 전기적으로 절연되는 방식으로 배열된 엔드 플레이트(6, 7) 사이에 고정되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 셀 스택(1)은 물 공급을 위해 스택(1)을 통과하는 적어도 하나의 채널(18)을 포함하며, 서로 옆에 배열되고 직렬로 전기적으로 연결되는 두 개의 셀 스택(1)의 물 채널(18)은 공통 도관(12)으로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   공통 엔드 플레이트(6a)를 갖는 두 개의 셀 스택(1)이 제공되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 셀 스택(1)의 상기 물 채널(18)은 공통 엔드 플레이트(6a)를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 셀 스택(1)은 물 공급을 위한 적어도 하나의 채널(18), 물 배출과 산소 배출을 위한 적어도 하나의 채널(20) 및 수소 배출을 위한 적어도 하나의 채널을 포함하며, 상기 채널(18, 20)들은 도관 연결되고 엔드 플레이트(6), 바람직하게는 공통 엔드 플레이트(6a)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    직렬로 연결되고 두 개의 엔드 플레이트(7) 사이에 함께 고정되는 두 개의 스택(1a, 1b)이 제공되며, 상기 스택(1a, 1b)들 사이에는 적어도 반응물 공급을 위한 연결 플레이트(6b)가 제공되는 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기분해 셀(2)은 PEM 셀인 것을 특징으로 하는 가스의 전기분해 생성을 위한 장치.