KR20240035882A - 전해조 프레임 설계 - Google Patents

전해조 프레임 설계 Download PDF

Info

Publication number
KR20240035882A
KR20240035882A KR1020247006176A KR20247006176A KR20240035882A KR 20240035882 A KR20240035882 A KR 20240035882A KR 1020247006176 A KR1020247006176 A KR 1020247006176A KR 20247006176 A KR20247006176 A KR 20247006176A KR 20240035882 A KR20240035882 A KR 20240035882A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
anode
cathode
frame
supply
electrolyzer
Prior art date
Application number
KR1020247006176A
Other languages
English (en)
Inventor
다니엘레 누조
미르코 리우조
미셸 페레고
Original Assignee
인두스트리에 데 노라 에스.피.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인두스트리에 데 노라 에스.피.에이. filed Critical 인두스트리에 데 노라 에스.피.에이.
Publication of KR20240035882A publication Critical patent/KR20240035882A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 전해조 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 전해조는 양극 및 음극 프레임들이 각각 제공되는 적어도 2개의 전해 셀들을 포함하며, 여기서 프레임들에는 표류 전류들을 감소시키고 셀 조립을 용이하게 하는 공급 및 배출 채널들이 장착된다. 전해조는 고압 알칼리수 전기분해(AWE)에 유리하게 사용될 수 있다.

Description

전해조 프레임 설계
본 발명은 양극 및 음극 프레임들이 각각 제공되는 적어도 2개의 전해 셀들을 포함하는 전해조에 관한 것으로서; 프레임에는 표류 전류들을 감소시키고 셀 조립을 용이하게 하는 공급/배출 채널 설계가 장착된다. 전해조는 유리하게는 고압 알칼리수 전기분해(AWE)에 사용될 수 있다.
전기화학 산업 응용들은 종종 서로 전기적 및 유압적으로 연결된 복수의 전기화학 셀들을 포함하는 전해조들을 필요로 하며, 각 셀에는 서로 마주보는 대향 전극들이 제공되고 전류 전도성 액체 매질인 전해질에 침지된다. 상호 연결된 전도성 요소들의 이러한 기본 구성은 제어되지 않은 표류 전류들로 이어질 수 있는 복잡한 전기 네트워크를 나타낸다. 후자는 전력 손실, 전해조 장비 성능 저하를 초래할 수 있고 및/또는 운영 인력에게 위험을 초래할 수 있다.
많은 산업용 전해조들에서, 개별 전극들은 지지 프레임 내에 수용되며 전해질은 전극에 공급되고 이어서 일부 경우들에서 각 프레임을 횡단할 수 있는 하나 이상의 채널들 또는 매니폴드들을 통해 배출된다.
예를 들어 내부 매니폴드들이 있는 산업용 가압식 AWE 전해조와 같은 다양한 응용들에서, 공급 및 배출 채널들은 대부분 셀 프레임들 내에 원통형 채널들을 뚫거나 이동 부품들을 사용하여 프레임들을 몰딩하여 제조되므로, 매니폴드들과 전극의 활성 영역 사이의 직접적인 직선 유압 연결을 생성한다.
예를 들어, GB 1 145 751은 링을 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍들(18, 21)을 갖는 링과 링의 내부 표면으로부터 구멍들 중 하나로 연장되는 적어도 하나의 포트로 구성되는 전해조 셀용 프레임을 설명한다. DE 869 941 C는 각 셀 프레임이 서로 맞물린 텅들(tongues)과 홈들의 배열에 의해 프로파일링된 측면들을 갖는 두 개의 하프 프레임들로 분할되는 전해조들용 셀 프레임을 설명한다. US 4 758 322 A는 용액들의 전기분해를 위한 전기분해 장치를 설명한다. 이 장치는 프레임의 주변 구역들을 따라 원형 방식으로 연장되는 공급 및 배출 채널들이 제공되는 절연 프레임에 의해 주변이 둘러싸인 전도성 플레이트로 형성된 양극성 요소들을 포함한다. EP 3 696 298 A1은 멤브레인을 수용하기 위한 개구, 셀 프레임을 통한 매질 배출 및 매질 공급을 위한 컬렉터 덕트 개구들, 각각의 공급 컬렉터 덕트 개구로부터 셀의 연관된 절반 공간으로 매질을 공급하도록 구성된 분배기 덕트 구조, 및 셀 프레임을 밀봉하기 위한 밀봉 구조를 포함하는 전기분해 셀용 셀 프레임을 설명하고, 분배기 덕트 구조는 셀 프레임의 제1 주 측면에만 형성된 홈 덕트 구조와 홈 덕트 구조와 관련 절반 공간 사이로 연장되는 복수의 관통 보어들로 구성된다. US 4 107 023 A는 복수의 전극 유닛들이 배치되어 셀을 형성하는 필터 프레스 할레이트 셀(filter press halate cell)을 설명한다. 각 유닛은 입구를 통해 공급물을 도입하고 출구를 통해 전해질을 인출하기 위한 수단을 포함하여 서로 이격된 관계로 양극과 음극을 수용하는 합성 유기 폴리머 전해질 셀 프레임을 포함한다.
위의 시나리오들에서는 직선에서 벗어나는 지오메트리들로 채널들을 제조하는 것이 매우 어렵다. 후자는 실제로 앞서 언급한 기술들을 사용할 때 프레임 채널들의 대량 생산을 위한 유일하게 실행 가능한 옵션이다. 이 경우, 프레임들 내에 생성된 공급/배출 채널들의 전체 길이는 매니폴드들과 전극 구획 사이의 거리를 초과하지 않을 것이다.
공급 및 배출 채널들의 길이가 제한되면 전해조 성능에 부정적인 영향을 미친다.
첫째, 셀들이 유압식 병렬 구성일 때, 매니폴드들의 압력 손실은 마지막 셀들에 비해 제1 셀들에서 더 높은 전해질 흐름을 결정할 수 있다. 이는 결국 과열이나 셀 내부의 가스 축적과 같은 해로운 영향들을 미칠 수 있다.
둘째, 짧은 채널들은 전해질 회로 전반에 걸쳐 높은 표류 전류들을 선호할 수 있다. 실제로, 전해질 회로의 전기 저항은 적어도 첫 번째 경우 그것의 길이에 대략 비례한다고 간주할 수 있으므로, 짧은 회로는 더 낮은 전기 레지스턴스를 가질 것이다. 전해질 회로는 셀들의 스택과 전기적으로 평행하기 때문에, 그것의 레지스턴스를 줄이면 시스템 전체에 흐르는 표류 전류가 증가하는 동시에 셀들을 통해 실제로 흐르는 전류는 감소할 것이다. 결과적으로, 표류 전류들은 전체 전해조 성능에 부정적인 영향을 미칠 것이다.
선행 기술의 채널들의 또 다른 부정적인 부작용은 내부 매니폴드를 따라 순환하는 2상 유체의 예측할 수 없는 유동 방식(flow regime)인데, 이는 보통 짧은 채널들이 종종 원형의 매니폴드의 방사상 방향을 따라 뚫린다는 사실의 결과이고, 유동 방식은 유체의 속도, 그 조성, 매니폴드와 그에 부착된 파이프들의 전체 모양과 치수들, 및 작동 압력 조건들에 의해 영향을 받을 수 있다.
본 발명의 목적은 전해질 회로의 표류 전류들을 감소시키고, 전해조를 가로질러 그리고 존재하는 경우 내부 매니폴드들 내부의 개선된 전해질 흐름을 보장함으로써 당업계에 알려진 전해조들의 단점들을 극복하는 것이다.
일 양상에서, 본 발명은 적어도 2개의 전해 셀들을 포함하는 전해조에 관한 것이며, 각 전해 셀은 애노드가 장착된 양극 하프 셀, 캐소드가 장착된 음극 하프 셀, 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 세퍼레이터를 포함한다. 음극 및 양극 하프 셀들에는 각각 음극과 양극을 수용하는 음극 프레임과 양극 프레임이 제공된다.
각 프레임에는 내부 및 외부 표면이 제공된다. 프레임들은 양극 프레임의 내부 표면이 음극 프레임의 내부 표면을 향하도록 서로에 대해 상호 배치된다.
양극 프레임 및 음극 프레임은 각각 양극 및 음극 매니폴드에서 양극 및 음극 구획들(즉, 세퍼레이터와 프레임에 의해 전극들 주위에 형성되고 전해질로 채워진 인클로저들)로 전해질을 공급하기 위해 공급 채널을 통해 연결된 공급 입구 및 공급 출구를 포함한다.
양극 프레임과 음극 프레임은 각각 양극 구획과 음극 구획으로부터 매니폴드로 전해질을 배출하기 위한 배출 입구와 배출 출구를 포함하고, 배출 입구와 배출 출구는 배출 채널을 통해 연결된다.
본 발명에 따르면 양극 및 음극 공급 및 배출 채널들은 모두 양극 프레임의 내부 표면 위에 생성된다. 더욱이, 양극 공급 출구와 양극 배출 입구는 양극 프레임의 외부 표면에 인접해 있고; 음극 공급 출구와 음극 배출 입구는 음극 프레임의 외부 표면에 인접해 있고, 즉 각각의 공급 출구들과 배출 입구들은 각각의 외부 표면들로 개방되어 있다.
채널이라는 용어는 길이에 따라 닫혀 있거나 열려 있는 오목하거나 볼록한 프로파일을 의미한다. 채널이 전해질 흐름 방향을 따라 개방되어 있는 경우, 채널이 개방된 쪽을 닫는 표면이나 임의의 다른 요소에 대해 설정되거나 눌려지면 액체들을 흐르게 하는 데 적합해진다.
각 공급 채널과 배출 채널의 입구와 출구는 채널의 입구와 출구에 각각 대응하여 배치된 채널의 주변 섹션들과 일치하는 것으로 이해되어야 하고, 여기서 "입구"와 "출구"라는 용어는 전해조가 작동 중일 때 전해질 흐름을 가리킨다.
청구된 발명의 범위를 침해하지 않고, 프레임은 대응하는 공급 채널들에 의해 연결된 복수의 공급 입구들 및 공급 출구들, 및/또는 대응하는 배출 채널들에 의해 연결된 복수의 배출 입구들 및 배출 출구들을 포함할 수 있다.
양극 및 음극 프레임들은 전해질의 특성들 및 전해조의 작동 조건들에 따라 당업자에 의해 선택되는 임의의 적합한 절연 재료로 제조될 수 있다. 엔지니어링 플라스틱들, 특히 PTFE, PSU, PPS, PEEK 및 PPA와 같은 재료들은 AWE 및 AEM-WE(Anion Exchange Membrane Water Electrolysis) 응용들에서 특히 잘 작동하는 것으로 발명자들에 의해 발견되었다.
대안적으로, 양극 및 음극 프레임들은 복합 재료로 제조될 수 있다. 재료는 더 큰 기계적 강도를 보장하기 위해 절연 재료로 덮인 전도성 코어를 포함할 수 있다.
양극 및 음극 프레임들은 시트들의 밀링 또는 기계가공, 또는 몰딩, 3D 프린팅 또는 이들의 조합과 같은 임의의 적합한 기술에 의해 얻어질 수 있다.
양극 및 음극 공급 및 배출 채널들은 해당 프레임의 표면에 대해 오목하거나 볼록한 채널 프로파일을 형성하기에 적합하고 직선에서 벗어나기 쉬운 임의의 기술에 의해 얻어질 수 있다. 유리한 기술들은 이들의 가용성과 유연성으로 인해 인그레이빙, 밀링, 몰딩, 3D 프린팅, 기계가공 또는 이들의 조합이 포함할 수 있다.
각 채널의 밀봉은 채널 윤곽을 따라 개스킷을 적절하게 배치하여 달성될 수 있다. 개스킷은 채널의 프로파일을 따라 채널의 동일한 표면에 위치하거나 채널의 프로파일을 미러링하여 상기 채널과 마주하는 대향 프레임에 위치될 수 있다.
위의 채널 제조 기술들에 대한 대안으로, 채널 프로파일들은 프레임 표면 위에 적절한 모양의 리지들(ridges)을 적용, 몰딩 또는 프린팅하여 생성될 수 있다. 어떤 경우들에는 이러한 리지들이 전해질 흐름을 전달하는 것 외에도 채널의 적절한 밀봉을 보장하는 개스킷의 기능을 수행할 수도 있다.
본 발명에 따른 전해조의 채널 설계는 더욱 쉽고 간소화된 전해조 조립을 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 실제로, 주어진 채널에 대해 채널 입구는 항상 채널 출구의 대향 표면에 있기 때문에, 이들 채널들을 밀봉하는 개스킷들은 세퍼레이터, 전류 컬렉터 및/또는 존재하는 경우 양극판들과 같은 셀의 다른 요소들을 밀봉하는 다른 개스킷들 위로 교차하지 않는다. 추가적으로, 현재 설명된 기술들 및 채널 설계를 사용하면, 훨씬 더 길거나 및/또는 얇은 채널들을 얻을 수 있으며, 더 복잡한 모양들을 사용하면, 프레임의 자유 표면을 최대 활용하여 이 기술에서 알려진 직선 및 짧은 채널들의 단점들을 극복할 수 있다.
전해 셀들은 전해질을 순환시키는 내부 매니폴드를 통해 전기적으로 직렬로 연결되고/되거나 유압적으로 병렬로 연결될 수 있다.
양극 구획, 즉 양극 구획 내에서 순환하는 전도성 액체 매질 조성물은 음극 구획, 즉 음극액 내에서 순환하는 것과 다를 수 있다는 것이 이해된다. 본 출원에서, 이들 조성물들은 집합적으로 또는 개별적으로 전해질로서 일반적으로 지칭된다.
일반적으로, 양극 및 음극 공급 입구들과 배출 출구들은 각각의 내부 또는 외부 매니폴드들에 유압식으로 연결된다.
내부 매니폴드들은 예를 들어 대기 전해조들의 외부 매니폴드 설계와 달리, 가압 AWE용 전해조들, 즉 5bar 이상의 압력에서 작동하는 전해조들에서 성공적으로 사용될 수 있으며, 이들은 일반적으로 각 셀들의 매우 짧은 공급 및 배출 채널들과 연관되어 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해조의 양극/음극 공급 및 배출 채널들은 각각 양극 및 음극 프레임들의 내부 표면을 따라 적어도 일회(1)의 방향 변경을 수행한다. 바람직하게는, 방향 변경 횟수는 2회(2) 이상이고, 더욱 바람직하게는 2 내지 50회 범위이다.
방향의 변경들은 직선 지오메트리에서 벗어나 더 긴 채널 설계들을 허용하고 프레임의 자유 표면을 활용하여 표류 전류들와 전해조 성능에 대한 부정적인 영향을 줄이고 전해조를 가로지르는 전해질 흐름을 개선한다는 것을 의미한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 전해조는 매니폴드와 양극/음극 구획 사이의 거리 LM-C의 적어도 두 배의 전체 길이를 갖는 양극 및 음극 공급 및 배출 채널들을 특징으로 한다. 바람직하게는, 음극 공급 및 배출 채널들의 전체 길이는 2 내지 50 LM-C이다. "매니폴드와 양극/음극 구획 사이의 거리"라는 용어는 매니폴드의 내부 표면과 양극/음극 구획의 내부 표면을 직선으로 연결하는 최단 거리를 나타낸다.
회로 레지스턴스는 채널들의 단면적에 영향을 받는 것으로도 알려져 있다. 청구된 발명은 당업자가 채널 길이, 셀들의 수, 전해질 레지스턴스 및 전류 부하와 같은 관련 파라미터들을 고려하여 채널의 단면적을 적절하게 감소시키는 것을 허용한다.
추가 실시예에서, 본 발명에 따른 전해조의 세퍼레이터는 다이어프램 또는 멤브레인이고, 및/또는 각각의 상기 전해 셀들은 선택적으로 제로-갭 구성으로 배치된다.
추가 실시예에서, 본 발명에 따른 전해조의 애노드 및/또는 캐소드는 바람직하게는 티타늄, 니켈, 철 또는 이들의 합금으로 만들어지고 선택적으로 하나 이상의 촉매 및/또는 보호 층들로 코팅된 유공 구조(foraminous structure) 또는 연속적인 전도성 재료의 시트이다.
유공 구조란 전극으로서, 제한 없이, 작동하기에 적합한 확장된 메시들, 직조된 메시들, 펀칭된 시트들, 천공된 시트들, 루버들 및 임의의 다른 스폰지형, 다공성 피어싱된 전도성 구조와 같이 관통 또는 막힌 구멍들이 제공되는 강성 또는 유연성 전도성 요소를 의미한다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 전해조에서, 양극 및 음극 구획들의 공급 출구들 및 배출 입구들은 선택적으로 서로 유압 병렬 구성으로 각각 양극 및 음극 프레임의 외부 표면 위에 생성되는 분배 채널들의 어레이에 연결된다.
위에서 설명한 양극 및 음극 프레임들을 제조하는 데 사용되는 유리한 기술들(예를 들어 인그레이빙, 밀링, 몰딩, 3D 프린팅, 기계가공 또는 이들의 조합들)과 공급 및 배출 채널들의 제조를 위해 설명한 기술들은 연결 지점(입구 또는 출구)의 내부 매니폴드 구멍에 대해 이러한 채널들에 대해 경사진 설계를 구현하는 것을 추가로 허용한다. 이 설계는 이하에서 명확히 되는 것과 같이, 매니폴드에서/에 채널로/로부터 순환하는 2상 유체들 - 즉 액체 및 가스 성분들을 포함 - 또는 2개의 서로 다른 액체들 또는 밀도가 매우 다른 2개의 가스들로 구성된 1상 유체들의 경우에 특히 유리한 것으로 입증되었다.
예로서, 전기화학적 반응 후에 배출되는 유체는 종종 액체 전해질과 전극에서 발생하는 가스를 포함하는 2상 유체라는 것이 주목된다.
경사진 설계는 채널이 해당 지점의 접선에 대한 수직에 대해 각도 α로 상기 매니폴드 구멍과 만나는 것을 의미하며, 여기서 α는 0이 아니고 -90°와 +90° 사이에 포함된다.
일반적으로, 파이프들/매니폴드들의 2상 유체들은 작동 조건들(압력, 온도, 질량 흐름), 파이프/매니폴드의 모양 및 치수들, 유체 자체(그것의 상들 및 물리적 특성들)에 의존하여 유동 방식들이 다르다.
그 결과 유동 방식은 가스와 액체가 중력에 따라 거의 완전히 분리되는 성층 흐름부터 작은 가스 기포들이 액체 흐름에 포함되는 기포 흐름, 비교적 큰 기포들이 유체 내에 산재하는 플러그 흐름까지 다양할 수 있다.
각 유동 방식은 기계적 및/또는 프로세스 관점에서 서로 다른 과제들을 제시하는데, 몇 가지 예를 들면 다음과 같다:
ㆍ성층 흐름은 수평 파이프들에서 잘 작동하지만 방향이 변경될 때, 예를 들어 수평 파이프가 수직 파이프에 연결될 때, 프로세스에 매우 해로운데, 그 이유는 더 가벼운 가스가 수직 파이프의 대부분을 차지하면서 위로 올라가, 액체 속도를 크게 증가시키기 때문이고;
ㆍ기포 흐름은 기구들(예를 들어 파이프에 삽입되거나 그 내용물을 프로브하는 프로브들 또는 유량계들)의 정확도를 감소시키고 결국 이들에 손상을 줄 수 있고;
ㆍ플러그 흐름은 액체에 상대적으로 크고 희박한 기포들이 존재하기 때문에 배관의 기계적 스트레스를 크게 증가시키고 기계적 피로를 가속화한다.
파이프/매니폴드 설계에서 이러한 문제들을 해결하는 것이 가능하지만, 이를 위해서는 어떤 유동 방식이 존재할지 미리 알아야 하며 이로 인해 사용 가능한 설계 옵션들을 제한하고 및/또는 제조 및 유지보수 비용들을 증가시킬 수 있다.
본 솔루션의 목적은 상이한 작동 조건들에서도 매니폴드 자체와, 존재한다면 매니폴드 및 그것에 부착된 임의의 추가의 튜브들/파이프들의 방향들이 변경되고 구부러지는 경우에 잘 작동하는 잘 식별된 동작을 통해 매니폴드에 사전 정의된 유동 방식이 있는지 확인하는 것이다.
채널들이 일반적으로 뚫리는 선행 기술의 설계들에서는 채널들이 접촉점의 접선에 수직인 방향에서 매니폴드 구멍에 연결된다(아마도 이 기술이 짧고 직선적인 채널 지오메트리를 강요한다는 사실 때문일 것이다). 이 설계에서는 유동 방식을 제어하거나 예측할 수 없으므로 유체 운송 효율이 부정적인 영향을 받지 않는다는 것을 보장할 수 없다.
한편, 본 발명의 설계는 채널과 매니폴드가 만나는 매니폴드 표면에 접하는 속도 성분을 매니폴드로 유입되는 유체에 부여한다.
2상 유체(또는 2개의 서로 다른 액체들 또는 밀도가 매우 다른 2개의 가스들로 구성된 1상 유체들)의 경우, 이 접선 성분은 매니폴드의 유체 역학에 영향을 미친다. 유체 역학 시뮬레이션들은 나선형 흐름으로 진행되는 유체 속도에 접선 성분을 부여한다는 것을 보여준다. 접선 속도 패턴은 매니폴드의 표면에 가까운 영역에서 더 높게 나타나고, 매니폴드의 내부 코어에서는 더 낮게 나타난다. 이 속도 패턴은 밀도에 따라 두 상들(또는 두 개의 서로 다른 단상 구성 요소들)을 대략적으로 분리하고 개별 흐름의 역학에 영향을 미친다. 가벼운 요소는 매니폴드의 내부 코어를 따라 집중되어 흐르는 경향이 있는 반면, 밀도가 높은 요소는 표면 쪽으로 집중되는 경향이 있다. 둘 다 나선형 흐름으로 진행된다.
이러한 예측 가능하고 제어된 역학은 유체의 경로가 특히 수평에서 수직 방향으로 구부러지는 경우 유리하며, 매니폴드 및 이에 부착된 파이프에 가해지는 기계적 스트레스와 유체를 검사하는 기기들의 정확성을 제어할 수 있고, 따라서 위에서 언급한 유형의 다상 흐름들을 특징짓는 문제를 해결한다.
경사진 설계는 전술한 전해조에서 구현될 수 있다. 그러나, 이는 이상성 유체들이 전기화학 반응의 결과로 생성되고 및/또는 시스템에 공급되는 전해 셀에서 보다 일반적으로 사용될 수도 있다.
그러므로, 추가 양상에서, 본 발명은 채널을 포함하는 전해 셀용 전극 프레임에 관한 것이며, 상기 채널은 연결 지점에서 매니폴드 구멍에 연결되고, 연결 지점에서의 상기 채널의 방향은 상기 연결 지점에서 매니폴드 구멍의 접선에 대한 수직에 대해 각도 α를 형성하며,α는 0이 아니며 -90°와 +90° 사이에 포함된다.
일반적으로, 위의 채널은 입구와 출구를 상호 연결하여 전해조 내에서 흐르는 유체가 매니폴드 구멍으로 공급되거나 배출되도록 한다. 채널과 매니폴드 구멍 사이의 접촉점은 프레임 설계 및 셀 조립에 의존하여 입구 또는 출구가 되어야 한다.
바람직하게는, α는 -80°와 -20°, +20°와 +80° 사이에 포함되고, 훨씬 더 바람직하게는 α는 -70°와 -30°, +30°와 +70°에 포함된다. 후자의 실시예는 25% 내지 35% 중량%의 수산화칼륨 수용액의 액상과 수소 또는 산소를 포함하는 기상(gaseous phase)을 포함하는 2상 유체에 대해 특히 잘 작동하는 것으로 밝혀졌다.
양극 또는 음극 프레임들의 배출 채널들에 경사진 설계를 사용하는 것이 특히 유리하지만, 이러한 채널들은 이상 유체들, 예를 들어 특정 속도로 매니폴드로 배출되는 액체 전해질과 가스들의 혼합물을 운반하므로, 예를 들어 공급 매니폴드가 액체 전해질 내의 가스들의 특정(적기는 하지만) 백분율을 포함하는 경우 공급 채널들에서도 유리하게 구현될 수 있다는 것이 배제되지 않는다.
추가 양상에서, 본 발명은 AWE 응용들을 위해 전술한 전해조의 사용에 관한 것이며, 훨씬 더 유리하게는 고압 AWE 응용들, 즉 전해조가 5 bar 이상의 압력에서 작동하는 응용들에 관한 것이다.
추가 양상에서, 본 발명은 AEM-WE 응용들을 위해 전술한 전해조의 사용에 관한 것이다.
본 발명의 다수의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래 예를 통해 설명되며, 그 목적은 단지 본 발명의 특정 실시예들에 관련된 다양한 요소들의 상호 배열을 설명하기 위한 것이다. 도면들은 개략적인 표현들이며 실제 축척에 따라 그려지지 않는다. 그러나, 동일한 숫자들은 본질적으로 동일한 기능 요소들에 대응한다.
도 1은 내부 표면(101, 201)과 외부 표면(102, 202)을 갖는 양극 및 음극 프레임(100, 200)을 예시하며, 여기서 양극 프레임(100)의 내부 표면(101)은 음극 프레임(200)의 내부 표면(201)과 마주하고 있다. 각 프레임은 각 전극(도시되지 않음)을 수용하기 위한 하우징을 제공하며, 이는 프레임 중앙의 빈 공간(190, 290)에 대응하여 배치된다. 두 개의 대향 전극들 사이에는 세퍼레이터(도시되지 않음)가 배치될 수 있다. 공간(190, 290)은 작동 시 순환하는 전해질이 채워지는 전극 주변의 프레임(즉, 전극 구획(electrode compartment))과 세퍼레이터에 의해 형성되는 인클로저를 대략적으로 결정할 수 있다. 양극 프레임(100)은 매니폴드 구멍(301)(도면에 표시됨)로부터 공급 채널(110)을 통해 공급 출구로 전해질을 공급하고 결국 양극 구획에 도달하는 공급 입구를 포함한다.
양극 프레임(100)은 또한 배출 채널의 전해질 흐름 입구 및 출구에 각각 배치된 배출 입구 및 배출 출구를 통해 양극 구획으로부터 매니폴드 구멍(351)로 전해질을 배출하기 위한 배출 채널(120)을 포함한다.
음극 공급 및 배출 채널들(도시되지 않음)은 음극 프레임의 내부 표면(201)에 있고 매니폴드 구멍들(305, 355)에 각각 연결된다.
예시된 실시예에서, 양극 공급 및 배출 채널들(110, 120)과 음극 공급 및 배출 채널들(210, 220)은 홈들, 즉 각 프레임들(100, 200)의 내부 표면에 트레이싱되는 오목한 개구들이며, 따라서 더 긴 길이를 따라 열려 있다.
양극 공급 및 배출 채널들(110, 120)은 적절한 밀봉을 보장하기 위해 프로파일을 따라 배치되는 개스킷들(181, 182)으로 각각 윤곽이 잡혀 있다.
현재 예시된 실시예에서, 음극 공급 및 배출 채널들의 개스킷들(185, 186)은 유리하게 전지 조립 속도를 높이기 위해 양극 프레임의 내부 표면(101)에 배치된다. 개스킷들(185, 186)은 또한 양극 프레임(100)의 매니폴드 구멍들(302, 352)의 윤곽을 이루고 있으며 이들은 음극 프레임(200)의 대향 내부 표면(201)에 트레이싱되는 음극 공급 및 배출 채널들의 프로파일을 반영하도록 형상화되어 있다. 두 프레임들 (100)과 (200)이 함께 가압되면 개스킷들(181, 182, 185, 186)이 양쪽 내부 표면 (101)과 (201)에 접착되어, 모든 양극/음극 공급/배출 채널들을 폐쇄하고 이들의 누출 방지 밀봉을 보장한다.
도 2는 도 1에 스케치된 양극 프레임(100)과 음극 프레임(200)의 대안적인 뷰를 제공하며, 프레임의 내부 표면들(101, 201)과 외부 표면들(102, 202)을 모두 다중 뷰 모드로 노출한다.
프레임들(100, 200)에는 관통 구멍들(301, 302, 305, 306, 351, 351, 355, 356)이 제공된다. 적절한 개스킷들이 장착된 이러한 구멍들은 전해조의 인접한 셀들의 모든 프레임이 서로 눌려지면 내부 매니폴드들을 구성한다. 매니폴드들은 전해질의 순환을 보장하며 개스킷들은 어떤 유출들을 방지하고 압력 하에서도 누출 방지 밀봉을 제공한다.
양극 공급 및 배출 채널들(110, 120)은 양극 프레임(100)의 내부 표면(101)에서 볼 수 있고, 음극 공급 및 배출 채널들(210, 220)은 음극 프레임(200)의 내부 표면(201)에서 볼 수 있다.
양극 공급 채널(110)은 매니폴드 구멍(301)로부터 양극 구획으로 전해질을 전달하는 데 기여한다. 전해질은 양극 프레임의 외부 표면(102)에 인접해 있는 양극 공급 출구(112)를 통해 공급 채널에서 빠져나온다. 거기로부터, 전해질은 공간(190)에 대응하여 직접적으로 또는 적절하게 설계된 경로 또는 복수의 경로들을 통해 양극 구획에 도달한다. 예를 들어, 공간(190)에 도달하는 채널들(보이지 않음)의 어레이와 유압 연통으로 배치된 컬렉터(500)가 도 4에 더 자세히 설명된 설계와 유사하게 사용될 수 있다.
음극 공급 채널(210)은 매니폴드(305)로부터 음극 구획으로 전해질을 전달하는 데 기여한다. 전해질은 음극 프레임의 외부 표면(202)에 인접해 있는 음극 공급 출구(212)를 통해 공급 채널에서 빠져나온다. 거기로부터, 전해질은 공간(290)에 대응하여 직접적으로 또는 적절하게 설계된 경로 또는 복수의 경로들을 통해 음극 구획에 도달한다. 예를 들어, 음극 구획(190)에 도달하는 채널들(보이지 않음)의 어레이와 유압 연통으로 배치된 컬렉터(550)가 도 4에 더 자세히 설명된 설계와 유사하게 사용될 수 있다.
양극/음극 배출 채널(120)/(220)은 양극/음극 구획으로부터 매니폴드 구멍(351)/(355)으로 전해질을 전달하는 데 기여한다. 전해질은 양극/음극 프레임의 외부 표면(102)/(202)으로부터 양극/음극 배출 입구(121)/(221)를 통해 양극/음극 내부 표면(101)/(201)에 배치된 양극/음극 배출 채널(120)/(220)로 들어간다. 인클로저(190)/(290)로부터, 전해질은 직접적으로 또는 적절하게 설계된 경로 또는 복수의 경로들을 통해 배출 입구(121)/(221)를 향해 수집될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 상세히 설명된 설계와 유사하게, 구획에 인접한 채널들의 어레이를 통해 공간(190)/(290)에 대응하여 위치된 구획에 연결된 컬렉터(501)/(551)를 사용하는 것이 가능하다.
도 3은 도 1의 양극 공급 및 배출 채널들(110, 120)의 확대도를 제공한다. 양극 공급 입구(111) 및 양극 배출 출구(122)는 양극 프레임의 내부 표면 상에 있으며, 즉, 이들 섹션들은 적어도 부분적으로 프레임(100)의 내부 표면(101) 내에 포함되거나 경계에 접해 있다. 양극 공급 및 배출 채널들(110, 120)은 내부 표면(101)에 트레이싱되는 홈들이며, 이들은 이들의 길이를 따라 개방되어 있으며 내부 표면(101)에 대해 후퇴되어 있다. 양극 공급 출구(112) 및 양극 배출 입구(121)는 양극 프레임(도시되지 않음)의 외부 표면에 인접해있다.
채널의 입구 섹션은 내부 표면(201) 내에 포함된다는 점에서, 음극 공급 입구(211) 및 음극 배출 출구(222)는 음극 프레임의 내부 표면에 있다. 음극 공급 및 배출 채널들(210, 220)은 내부 표면(201)에 트레이싱되는 홈들이며: 이들은 이들의 길이를 따라 폐쇄되어 있으며 음극 내부 표면(201)에 대해 후퇴되어 있다. 음극 공급 출구(212) 및 음극 배출 입구(221)는 음극 프레임(도시되지 않음)의 외부 표면에 인접해있다.
회색 화살표들은 음극 공급 채널(210) 방향의 5회 변경과 음극 배출 채널(210) 방향의 2회 변경을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예의 확대도를 제공하고, 여기서 애노드의 활성 영역(도시되지 않음)은 양극 구획에서 컬렉터(501) 및 배출 입구(121)로 전해질을 전달하는 채널들의 어레이(401, 402, 403, …)를 통해 배출 입구(121)와 유압 연결 상태로 배치된다. 거기로부터, 전해질은 앞의 도면들에 묘사된 것처럼 배출 채널로 흐른다.
도 5는 본 발명에 따른 경사진 채널 설계의 개략도를 제공하고, 이 경우에는 전극 프레임(101)의 배출 채널에 적용된다. 배출 채널(120)는 배출 출구(122)를 통해 배출 입구(121)와 매니폴드 구멍(351)을 연결하며, 상기 매니폴드 구멍의 방향 c를 따라 도달한다. 배출 채널은 해당 지점의 접선 t에 대한 수직 r에 대해 대략 50°의 α 각도를 형성한다.
예 1
AWE 응용들을 위한 전해조는 30bar의 압력에서 작동하도록 설계되었다. 전해조는 전기적으로 직렬로 연결된 100개의 전해 셀들을 포함한다. 셀들은 전해액 순환을 위해 4개의 내부 매니폴드들을 통해 유압식으로 병렬로 연결된다. 후자는 80°C에서 대략 140 S/m의 전기 전도성을 갖는 30% KOH 수용액으로 구성된다.
전해조는 10kA/m2의 전류 밀도에서 작동하도록 설계되었다.
각 전해 셀은 활성화된 니켈 확장 메쉬로 구성된 양극이 장착된 양극 하프 셀와 음극으로 활성화된 니켈 직조 메쉬가 장착된 음극 하프 셀로 구성된다.
각 전극은 1m2의 셀 활성 영역을 노출시키는 전체 직경 1.5m, 두께 10mm의 원형의 프레임 내에 수용된다.
다이어프램은 제로 갭 구성으로 대향 전극들 사이에 배치된다.
이러한 요소들 사이와 요소들 위에의 개스킷들의 적절한 배치에 의해 누출들이 방지된다.
각각의 전극은 전류 컬렉터를 통해 각각의 바이폴라 플레이트에 전기적으로 연결된다.
이들 프레임들은 PPS로 만들어지며 플라스틱 시트들을 밀링하여 제조된다.
양극/음극 공급 채널들도 밀링 기술로 제조되며 양극/음극 내부 표면 위에 길이 500mm, 너비 10mm, 깊이 4mm의 후퇴 경로(receded path)를 형성한다. 이들 채널들은 도 3에 묘사된 설계와 유사하게 5회 방향 변경을 나타내며 프레임 내부 표면의 공급 입구에서 프레임 외부 표면의 공급 출구로 전해질을 전달한다. 공급 출구에서, 전해질은 도 4에 예시된 것과 같이 컬렉터와 채널들의 어레이를 통해 전극 구획에 도달한다.
양극/음극 배출 채널들도 밀링 기술로 제조되며 양극/음극 내부 표면 위에 길이 500mm, 너비 20mm, 깊이 4mm의 후퇴 경로를 형성한다. 이들 채널들은 도 3에 묘사된 것과 같이 2회 방향 변경을 나타내며 외부 표면의 배출 입구에서 각 프레임들의 내부 표면의 매니폴드에 연결된 배출 출구로 전해질을 전달한다. 전극 구획으로부터의 전해질은 도 4에 묘사된 설계와 유사한 컬렉터와 채널들의 어레이를 통해 배출 입구에 도달한다.
양극/음극 공급/배출 채널들에서 누출을 방지하는 개스킷들은 도 1 및 2에 묘사된 것과 같이 배치된다.
표 1은 전체 사용 가능한 전류 부하의 백분율로 표시되는, 서로 다른 전류 밀도들(CD)에서 이 전해조 설계에 대해 계산된 표류 전류들을 보여준다.
설계 전류 밀도에서 이 전해조 설계에 대해 계산된 표류 전류들은 전체 사용 가능한 전류 부하의 0.5%에 이른다.
표 1.
반례 1
다음 차이점들을 제외하고 전해조는 예 1에 따라 설계되었다.
PPS로 제작된 양극/음극 프레임들은 플라스틱 시트들을 밀링하여 제조된다.
양극/음극 공급/배출 채널들은 매니폴드를 양극/음극 구획들에 연결하는 프레임 내의 직선형 관통 구멍을 뚫어 만들어진다.
양극/음극 공급 채널들의 길이는 50mm이다.
본 전해조는 예 1과 동일한 조건들에서 작동된다.
표 2은 전체 사용 가능한 전류 부하의 백분율로 표시되는, 서로 다른 전류 밀도들(CD)에서 이 전해조 설계에 대해 계산된 표류 전류들을 보여준다.
설계 전류 밀도에서 이 전해조 설계에 대해 계산된 표류 전류들은 전체 사용 가능한 전류 부하의 1.4%에 이른다.
표 2.
예들을 포함하는 전술한 설명은 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 본 발명은 일반적인 원리들을 벗어나지 않으면서 다양한 실시예들에 따라 사용될 수 있고 그 범위는 첨부된 청구범위에 의해 고유하게 정의된다.
본 출원의 설명 및 청구범위에서, "포함하는", "구비하는" 및 "함유하는"이라는 용어는 다른 추가 요소들, 구성요소들 또는 프로세스 단계들의 존재를 배제하려는 의도가 아니다.
문서들, 항목들, 재료들, 디바이스들, 물품들 등에 대한 논의는 본 발명에 대한 맥락을 제공할 목적으로만 본 설명에 포함된다. 이들 주제들 중 일부 또는 전부가 본 출원의 각 청구항에 대한 우선일 이전에 선행 기술의 일부를 형성하거나 본 발명과 관련된 분야에서 일반적인 일반 지식을 형성했다고 제안되거나 표현되지 않는다.

Claims (14)

  1. 적어도 2개의 전해 셀들을 포함하는 전해조로서, 각각의 전해 셀은 애노드가 장착된 양극 하프 셀(anodic half-cell), 캐소드가 장착된 음극 하프 셀, 및 상기 애노드와 상기 캐소스 사이에 배치된 세퍼레이터(separator)를 포함하며;
    상기 음극 및 상기 양극 하프 셀들에는 각각 양극 프레임(100)과 음극 프레임(200)이 제공되며, 각 프레임은 내부 표면과 외부 표면을 갖고, 상기 양극 프레임의 내부 표면(101)은 상기 음극 프레임의 내부 표면(201)과 마주하며;
    상기 양극 프레임 및 상기 음극 프레임 각각은 전해질을 양극 구획(anodic compartment)과 음극 구획으로 각각 공급하기 위한 공급 입구(111, 211) 및 공급 출구(112, 212)를 포함하고, 상기 공급 입구 및 상기 공급 출구는 공급 채널(110, 210)을 통해 연결되고;
    상기 양극 프레임 및 상기 음극 프레임 각각은 전해질을 상기 양극 구획 외부 및 상기 음극 구획 외부로 각각 배출하기 위한 배출 입구(121, 221) 및 배출 출구(122, 222)를 포함하고, 상기 배출 입구 및 상기 배출 출구는 배출 채널(120, 220)을 통해 연결되는 전해조에 있어서,
    상기 양극 공급 및 배출 채널들(110, 120)은 상기 양극 프레임의 내부 표면(101) 위에 생성되며;
    상기 음극 공급 및 상기 배출 채널들(210, 220)은 상기 음극 프레임(200)의 내부 표면(201) 위에 생성되며;
    상기 양극 공급 출구(112) 및 양극 배출 입구(121)는 상기 양극 프레임(100)의 외부 표면(102)에 인접해 있고;
    상기 음극 공급 출구(212) 및 상기 음극 배출 입구(221)는 상기 음극 프레임(200)의 외부 표면(202)에 인접해 있는 것을 특징으로 하는, 전해조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 및 음극 공급 및 배출 채널들은 각각 상기 양극 및 음극 프레임들의 상기 내부 표면을 따라 적어도 1회의 방향 변경을 나타내는, 전해조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양극 및 음극 공급 및 배출 채널들은 내부 매니폴드(manifold)와 전극 구획 사이의 거리 LM-C의 적어도 2배의 전체 길이를 가지며, 바람직하게는 2 - 50 LM-C의 전체 길이를 갖는, 전해조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세퍼레이터는 다이어프램(diaphragm) 또는 멤브레인인, 전해조.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전해 셀들 각각은 제로-갭 구성(zero-gap configuration)으로 배치되는, 전해조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 애노드 및/또는 상기 캐소드는 유공성 구조(foraminous structure) 또는 전도성 재료의 슬래브(slab)인, 전해조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 및 음극 구획들의 공급 출구들은 상기 양극 및 음극 프레임의 외부 표면 위에 각각 생성되는 분배 채널들(401, 402, 403)의 어레이 및 컬렉터(500, 501, 550, 551)에 연결되는, 전해조.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전해 셀들은 내부 매니폴드를 통해 유압식으로 연결되는, 전해조.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 양극 또는 음극 공급 또는 배출 채널들 중 적어도 하나는 매니폴드 구멍(351, 352, 355, 356)에 연결되고, 상기 양극 또는 음극 공급 또는 배출 채널들 중 적어도 하나는 연결 지점에서 접선에 수직에 대하여 각도 α로 상기 매니폴드 구멍과 만나고, α는 영이 아니며 -90°와 +90°사이에 포함되는, 전해조.
  10. 알칼리성 물 전기분해를 수행하거나 음이온 교환막 물 전기분해 응용들을 위해 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 전해조의 사용.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 전해조의 제조 프로세스에 있어서, 상기 양극 및 음극 프레임들은 시트들을 밀링(milling) 또는 기계가공에 의해, 또는 몰딩, 3D 프린팅, 또는 이들의 조합에 의해 제조되는, 전해조의 제조 프로세스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 양극 및 음극 공급 및 배출 채널들은 다음 방법들: 인그레이빙(engraving), 밀링, 몰딩, 3D 프린팅, 기계가공 또는 이들의 조합 중 어느 하나에 의해 얻어지는, 전해조의 제조 프로세스.
  13. 채널(120)을 포함하는 전해 셀용 전극 프레임(101)으로서, 상기 채널은 연결 지점(122)에서 매니폴드 구멍(351)에 연결되고, 상기 연결 지점에서 상기 채널의 방향은 상기 연결 지점에서 상기 매니폴드 구멍의 접선에 수직에 대하여 각도 α를 형성하고, α는 영이 아니며 -90°와 +90°사이에 포함되는, 전해 셀용 전극 프레임.
  14. 제 13 항에 있어서, α는 영이 아니며 -80°와 -20°, +20°와 +80°, 바람직하게는 -70°와 - 30°, 및 +30°와 + 70°사이에 포함되는, 전해 셀용 전극 프레임.
KR1020247006176A 2021-08-05 2022-08-04 전해조 프레임 설계 KR20240035882A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21189863.0A EP4130340A1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Electrolyser frame design
EP21189863.0 2021-08-05
PCT/EP2022/071986 WO2023012288A1 (en) 2021-08-05 2022-08-04 Electrolyser frame design

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240035882A true KR20240035882A (ko) 2024-03-18

Family

ID=77226692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247006176A KR20240035882A (ko) 2021-08-05 2022-08-04 전해조 프레임 설계

Country Status (8)

Country Link
EP (2) EP4130340A1 (ko)
KR (1) KR20240035882A (ko)
CN (1) CN117858978A (ko)
AU (1) AU2022322018A1 (ko)
CA (1) CA3226541A1 (ko)
IL (1) IL310317A (ko)
TW (1) TW202307274A (ko)
WO (1) WO2023012288A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE869941C (de) * 1937-04-28 1953-03-09 Bamag Meguin Ag Zelle fuer Elektrolyseure nach dem Filterpressensystem
GB1145751A (en) * 1965-04-01 1969-03-19 John Thomson Anderson An electrolyser cell and frame and a method of making the same
US4107023A (en) * 1976-07-09 1978-08-15 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Filter press halate cell
CH672142A5 (ko) * 1985-07-17 1989-10-31 Metkon Sa
EP1262577B1 (en) * 2001-05-24 2004-02-25 Casale Chemicals S.A. Electrochemical reactor
ES2920506T3 (es) * 2019-02-18 2022-08-04 Zentrum Fuer Sonnenenergie Und Wasserstoff Forschung Baden Wuerttemberg Bloque de electrólisis y bastidor de celdas para el mismo

Also Published As

Publication number Publication date
EP4130340A1 (en) 2023-02-08
AU2022322018A1 (en) 2024-02-22
IL310317A (en) 2024-03-01
CN117858978A (zh) 2024-04-09
WO2023012288A1 (en) 2023-02-09
TW202307274A (zh) 2023-02-16
CA3226541A1 (en) 2023-02-09
EP4381117A1 (en) 2024-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6912557B2 (ja) 水電解システム、水電解方法、水素の製造方法
US8308917B2 (en) Electrolyser module
US8999135B2 (en) PEM water electrolyser module
EP2895644B1 (en) Internally-reinforced water electrolyser module
JPS62161974A (ja) 溶液電解装置
CN103237924A (zh) 用来生产气体的方法和设备
EP3784820B1 (en) Electrodes for divergent electrolytic flow-through apparatuses
CN107750284A (zh) 电极组件、电极结构以及电解器
US8864962B2 (en) Electrolyser module
CN111826671B (zh) 电解水制气装置和方法
KR20240035882A (ko) 전해조 프레임 설계
CN115821300A (zh) 一种质子交换膜水电解制氢电解槽装置
JP5818732B2 (ja) 電解セル及び電解槽
WO2022195110A2 (en) An electrolyser
CN217266044U (zh) 一种无隔膜微电解制氢设备及微电解制氢系统
JP6858841B2 (ja) 外部ヘッダー型複極式エレメント、外部ヘッダー型複極式電解槽、及び水素製造方法
MX2010004711A (es) Mejoras a celda electrolitica plástica de mebrana tipo bipolar.
WO2023227922A1 (en) High temperature electrolysis system and method
CN115261904A (zh) 一种流体分布结构及其应用