MXPA03010957A

MXPA03010957A - Un sistema y metodo para generar directamente hidrogeno a alta presion.

Info

Publication number: MXPA03010957A
Application number: MXPA03010957A
Authority: MX
Inventors: Harada Hiroyuki
Original assignee: Mitsubishi Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2005-04-08
Also published as: IS7045A; KR20040080332A; NO20034366D0; EP1473386A4; EP1473386A1; HK1065570A1; NO20034366L; CN1514890A; BR0302900A; CA2446563A1; US20030141200A1; US20060157354A1; TWI226909B; TW200303373A; WO2003064727A1; US7048839B2; CN1330792C

Abstract

La invencion proporciona un sistema y un metodo para generar hidrogeno a alta presion que es capaz de generar eficiente y seguramente hidrogeno solamente por la electrolisis de agua utilizando una energia electrica generada por una energia natural que varia frecuentemente tal como la luz solar sin utilizar ningun compresor. El sistema comprende una pila de electrolisis que utiliza membranas polielectroliticas, particularmente una pila de electrolisis de tipo multicapa de doble polaridad que tiene una estructura especifica que se coloca en un recipiente para almacenar hidrogeno generado, de preferencia para almacenar hidrogeno enfriado bajo una atmosfera de hidrogeno a alta presion. El hidrogeno a alta presion es generado por la electrolisis de agua natural utilizando la pila de la electrolisis al suprimir la presion aplicada a la pila a una presion por debajo de la resistencia de presion de la pila utilizando un sensor de presion diferencial y controlador de presion.

Description

WO 03/064727 Al ?????? ti Itllll HUI lili ) 11 llt llltl |]])1 IIDI 111)11)]]] III] ?????3111111111 JI1] GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, SI, SK, TR), OAPI 4$!† (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). (57) ¾¡Ü¾: »¾3b7c7K¾½Ü7 ^l ia^TOi¾i-E^l |¾¾- ¾¾S¿:L, ¾ ¾¾?-fe 1 UN SISTEMA Y MÉTODO PARA GENERAR DIRECTAMENTE HIDRÓGENO A ALTA PRESIÓN Campo Técnico La invención se refiere a un sistema y método para generar directamente hidrógeno a alta presión (hidrógeno comprimido) requerido -para la utilización de energía de hidrógeno sin utilizar ningún dispositivo de presurización mecánico tal como un compresor, por medio del cual se electrolizan el agua natural tal como agua desionizada, agua destilada y agua purificada después de la filtración utilizando una membrana polielectrolitica (referida de aquí en adelante como PEM) . La invención pertenece a una tecnología relacionada a energía limpia de hidrógeno.

Técnica Antecedente El dióxido de carbono liberado al utilizar combustibles fósiles tales como carbón y petróleo como combustibles con plomo, se piensa en años recientes que son las causas principales de los efectos globales de invernadero. Además, los óxidos de nitrógeno y los óxidos de azufre descargados por la combustión de los combustibles fósiles también son las causas principales de la pérdida de salud humana y destrucción de los árboles por la lluvia ácida. Además, existen problemas fundamentales ya que se limita la cantidad calculada de combustibles fósiles 2 depositados, y pueden agotarse tarde o temprano. Para evitar que estos problemas ocurran, se desean urgentemente desarrollos de tecnologías novedosas, por medio de las cuales se suprima o se ponga fin al consumo de combustibles fósiles, y se utilicen en energías limpias naturales que puedan sustituirse por los combustibles fósiles y sean capaces de regenerarse. La energía natural más abundante como el sustituto de la energía fósil es la energía solar. La energía que la tierra recibe durante una hora del sol corresponde o excede a la energía consumida por la humanidad durante un año. No es un sueño cubrir el total de demanda de energía de la humanidad por únicamente la energía solar, y muchas tecnologías para utilizar la energía solar tales como generadores solares se han propuesto. En los métodos representativos para utilizar energías naturales, tales como generadores solares, aerogeneradores y generadores hidroeléctricos bien conocidos en la técnica, la energía natural es tomada y utilizada como una energía eléctrica. Es difícil almacenar y transportar la energía eléctrica por sí misma, y la energía eléctrica normalmente es almacenada al cargar una batería. Sin embargo, la batería es pesada, y la carga es consumida por la autodescarga durante el almacenaje mientras que no se utiliza. 3 El problema más crucial para la energía futura es estar libre de los problemas que se describen en lo anterior, o la energía debe ser fácil de almacenar y transportar mientras sea capaz de utilizarse comúnmente donde y cuando sea necesario. El hidrógeno es un candidato para generar energías que satisfagan las condiciones que se describen en lo anterior. El hidrógeno puede almacenarse prontamente, es capaz de regenerar su energía como energía eléctrica, y es conveniente y eficiente como una fuente de energía. Por consiguiente, se contempla convertir eficientemente la energía eléctrica obtenida por la energía natural en la energía limpia de hidrógeno mediante la electrólisis de agua, y utilizar hidrógeno como una fuente de energía como un sustituto de fuentes de energía convencionales tales como el petróleo. Se anticipa que una asociación económica de hidrógeno que utiliza hidrógeno como la fuente de energía pueda realizarse en el siglo 21. Para realizar la asociación económica de hidrógeno, se han desarrollado activamente desarrollos de pilas de combustible que utilizan hidrógeno como un combustible (pila de combustible polielectrolítica , abreviada de aquí en adelante como PEFC) como medios para utilizar eficientemente el hidrógeno como la fuente de energía. Además, los usos de hidrógeno para automóviles y generadores caseros también se han considerado. La asociación económica de hidrógeno sin ninguna ansiedad del efecto de invernadero mediante el dióxido de carbono pueden realizarse cuando los métodos que se describen en lo anterior se propaguen para habilitar el hidrógeno generado por la energía natural que se utiliza ampliamente . Tal asociación que se describe en lo anterior se basa en una suposición de que los problemas cruciales para generar eficientemente hidrógenos se resuelven utilizando energías naturales, particularmente energía solar. El problema más importante para utilizar el hidrógeno como la fuente de energía es cómo el hidrógeno como es un gas puede transportarse en forma segura y almacenarse en un recipiente compacto. Para resolver los problemas que se describen en lo anterior, se ha intentado convertir el hidrógeno como un gas en hidrógeno líquido o para permitir que el hidrógeno sea ocluido en una aleación oclusiva. Sin embargo, estos métodos implican problemas insolubles de evaporación espontánea y volumen de oclusión insuficiente. Puesto que los cilindros de gas altamente resistentes a la presión y de peso ligero se han desarrollado en años recientes, la seguridad del hidrógeno a alta presión es reevaluada . Consecuentemente, el hidrógeno es almacenado y transportado al llenarse en un cilindro de gas como un hidrógeno comprimido con una presión tan alta como 350 atm o más. Tal método se observa ampliamente como una tecnología compatible para la asociación económica de hidrógeno. Cuando se utiliza hidrogeno para vehículos de pila de combustible que utilizan las pilas de combustible como se describe en lo anterior, un hidrógeno comprimido a una presión tan alta como 350 atm debe utilizarse. De otra manera, el volumen del cilindro de gas de hidrógeno es forzado a ser grande, y el espacio para la cabina de pasajero se reduce. Cuando el volumen del cilindro de gas de hidrógeno es pequeño, por otro lado, la distancia de cruce es tan acortada que es prácticamente inaceptable. Por consiguiente, es un punto clave para cambiar la asociación actual a la asociación económica de hidrógeno para convertir el hidrógeno utilizado como la fuente de energía en un hidrógeno altamente comprimido con una presión tan alta como 350 atm o más. Aunque el hidrógeno se ha generado por la electrólisis de una solución alcalina acuosa preparada al disolver un electrolito alcalino tal como hidróxido de potasio (KOH) en agua durante un largo período de tiempo, la electrólisis que utiliza una membrana polielectrolítica (abreviada de aquí en adelante como electrólisis de PEM) mediante la cual el agua natural se electroliza directamente en hidrógeno y el oxígeno se ha observado en años recientes como resultado de desarrollos de las pilas de combustible polielectrolíticas (PEFC) , en donde el agua es electrolizada por una reacción invertida de PEFC que utiliza el PEM. Puesto que un álcali tal como hidróxido de potasio forma sustancias acumuladas sobre los electrodos mediante una reacción del álcali con las impurezas tales como dióxido de carbono disuelto en agua en la electrólisis de la solución alcalina acuosa que se ha conocido ampliamente en la técnica, las pilas de electrólisis acuosas deben limpiarse periódicamente para remover las sustancias acumuladas . Un dispositivo de purificación para remover los vapores álcali generados junto con el hidrógeno también se requiere. Puesto que el hidrógeno y el oxigeno generados se separan entre si con una membrana de separación porosa tal como asbesto permeable al gas, la relación de mezcla entre los mismos se incrementa con la disminución de la cantidad del gas generado, y la proporción de hidrógeno u oxigeno que penetra a través de la membrana porosa se incrementa relativamente. Consecuentemente, el gas mezclado se vuelve un gas detonante que implica un peligro de explosión que hace más difícil detener arbitrariamente y comenzar la generación de gas . No es fácil generar hidrógeno mediante la electrólisis de la solución alcalina acuosa utilizando una energía eléctrica generada por la luz del sol o por la energía aerodinámica que es una energía natural que varía frecuentemente. Además, puesto que la presión de hidrógeno 7 generada por la electrólisis de la solución alcalina acuosa es baja, el uso de un compresor de gas se requiere para poder preparar un hidrógeno altamente comprimido. En contraste, el agua natural se electroliza directamente para obtener hidrógeno altamente puro mientras que el hidrógeno y el oxigeno se separan con PEM que penetra solamente los protones en el método de electrólisis de PEM. Por lo tanto, el hidrógeno y el oxigeno no se mezclan entre si cuando se detiene repentinamente la electrólisis como en la electrólisis de la solución alcalina acuosa, y el inicio y la detención de electrólisis puede repetirse arbitrariamente. Consecuentemente, el método de electrólisis de PEM es excelente para convertir la energía eléctrica que varía frecuentemente generada por la energía natural en hidrógeno. El método para generar hidrógeno a alta presión mediante la electrólisis de PEM es inherentemente capaz de generar hidrógeno a alta presión y oxígeno debido a la conversión de líquido a gas, particularmente el volumen pequeño a volumen grande y ningún dispositivo de incremento de presión mecánico tal como un compresor no se utiliza en un principio. Eventualmente, un hidrógeno con una presión tan alta como 1000 atm o más puede obtenerse solamente por la electrólisis . Puesto que ninguna parte mecánicamente móvil se implica cuando se compara con los dispositivos que incrementan mecánicamente la presión, el trabajo de mantenimiento periódico con inspección frecuente y restitución de disponibles no se necesita. Por lo tanto, una operación libre de mantenimiento y automática sin atención durante un largo periodo de tiempo es posible para permitir que la conversión práctica de la energía natural en hidrógeno se realice. Además, puesto que el método de electrólisis de PEM tiene una eficiencia de compresión más alta cuando se compara con el método que utiliza dispositivos de incremento de presión mecánicos, tales como un compresor, es una ventaja del método de electrólisis de PEM que menos potencia de compresión se requiera, y se concentra mucha más expectación sobre la generación de hidrógeno a alta presión mediante la electrólisis de PEM para la conversión de energía. El sisrema para generar hidrógeno mediante la electrólisis de PEM comprende pilas de electrólisis preparadas al laminar una pluralidad de pilas de unidad con una estructura en la cual el PEM, que tiene electrodos catalíticos tales como platino formado en ambas superficies de los mismos, se intercala con electrodo poroso a través del cual el agua natural y los gases pueden penetrar. Puesto que cada pila se lamina en la pila de electrólisis que tiene la estructura que se describe en lo anterior, el electrodo que divide cada pila unitaria es nombrado como un electrodo de doble polaridad, puesto que el electrodo sirve como un cátodo así como un ánodo. La pila de electrólisis de PEM que comprende las pilas unitarias laminadas puede llamarse una pila de electrólisis tipo multicapa de doble polaridad. Mayor expectación se concentra sobre la emergencia de un sistema para generar hidrógeno a alta presión mediante la pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad que utiliza PEM. Sin embargo, es un problema actual de la electrólisis mediante la pila de electrólisis que utiliza PEM que la resistencia a la presión del miembro sellador y PEM de la pila de electrólisis es tan baja como aproximadamente 4 atm. Los gases de hidrógeno y oxigeno con una presión de solamente varias a algunas decenas de atm a lo mucho pueden generarse en la pila electrolítica como se describe en lo anterior y tener cierta mejora sobre, y el hidrógeno con una presión tan alta como 350 atm o más requerida para la conversión de energía no puede generarse. Por lo tanto, el hidrógeno se requiere para comprimirse utilizando un compresor de gas para el almacenaje y transportación eficientes . Para obtener un hidrógeno a alta presión sin utilizar un compresor de gas, el hidrógeno líquido se evapora para convertirlo en hidrógeno a alta presión, y el hidrógeno se carga en un cilindro de gas. Sin embargo, es un método en desventaja, debido a que la licuefacción del hidrógeno necesita mayor energía y el hidrógeno líquido se disminuye 10 bajo la transportación y el almacenaje por la evaporación. Además, el licuador necesita mantenimiento regular o frecuente, y es difícil de producir hidrógeno líquido en el área remota bajo la operación automática con unas cuantas manos . Con respecto a la pérdida de energía, la eficiencia de conversión de energía se disminuye en la producción de hidrógeno líquido cuando se compara con el uso de hidrógeno comprimido puesto que mucha energía se requiere en el primer caso. Mientras aproximadamente trescientos millones de metros cúbicos de hidrógeno se venden anualmente en esta cuidad, varias decenas de veces de hidrógeno se estima que se consume cuando solamente el diez por ciento de los automóviles domésticos utilizan hidrógeno como combustible. Una energía que excede la cantidad de la energía de hidrógeno actualmente disponible en el mercado puede consumirse como la energía requerida para licuar la basta cantidad de hidrógeno. Aunque deben construirse suficientes máquinas de licuefacción para licuar la basta cantidad de hidrógeno, las máquinas de licuefacción adicionalmente construidas solamente consumen energía sin crear energía adicional y consume más energía . Por lo tanto, el uso de hidrógeno licuado como una fuente de energía es desventajoso con respecto a la eficiencia de conversión de energía, y las instalaciones que 11 no crean energías adicionales son forzadas a construirse para realizar el uso de hidrógeno licuado. Por consiguiente, el uso de hidrógeno licuado como una fuente de hidrógeno a alta presión, o como una fuente de energía, es restrictivo, y apenas se supone que el hidrógeno líquido es la fuente de energía principal en la asociación económica de hidrógeno en el futuro. El compresor de gas implica, por otro lado, los problemas del desgaste de las partes que se describen previamente. Además, los dispositivos que incrementan la presión mecánica tales como el compresor de gas mismo para generar el hidrógeno a alta presión con una presión tan alta como 350 atm o más es un tema de desarrollo. Los dispositivos con funciones satisfactorias no están disponibles hoy en día. Por ejemplo, el compresor alternativo comercializado no puede elaborar gas a más de 200 atm y el compresor de diafragma necesita cambiar un diafragma durante 1000 horas y su capacidad de producción es de 30 N/m3 a lo máximo. No existe ningún compresor de gas de capacidad de 300 N/m3 y la contaminación del hidrógeno por el compresor de gas mismo es otro problema que no puede ignorarse. Cuando la pureza del hidrógeno utilizado como el combustible para convertir hidrógeno en energía eléctrica que utiliza la pila de combustible de PEM es deficiente, los electrodos se contaminan para disminuir la potencia de salida 12 de la pila, surgiendo un problema de acortamiento de la vida de servicio de la pila. Por lo tanto, la contaminación de hidrógeno es una desventaja fatal. La utilización más eficiente de la energía como la fuente de energía principal se logra por el hidrógeno comprimido mediante el cual el volumen del hidrógeno se comprime bajo una alta presión para permitir que el hidrógeno se almacene y se transporte fácilmente. El hidrógeno puede utilizarse como un sustituto de los combustibles fósiles cuando el hidrógeno utilizado como fuente de energía se convierte en el hidrógeno a alta presión al reducir su volumen para conveniencia de almacenaje y transporte. Varios métodos de electrólisis de PEM se han estudiado como métodos adecuados para generar el hidrógeno a alta presión (hidrógeno a alta presión) solamente mediante la electrólisis sin utilizar compresor de gas. Varios métodos se han propuesto con respecto al dispositivo para generar hidrógeno a alta presión requerido para utilizar hidrógeno como una fuente de energía solamente mediante la electrólisis, particularmente para resolver el problema de la baja resistencia a la presión de la pila de electrólisis. Por ejemplo, se observó en la Solicitud de Patente Japonesa No. 3,220,607 (ÜSP 5,690,797) que la fuerza que actúa sobre el PEM de la pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad es una presión diferencial entre 13 el hidrógeno generado en el cátodo y el oxigeno generado en el ánodo, y que la fuerza que actúa sobre el miembro de sello de la pila es una presión diferencial entre la presión combinada del hidrógeno y el oxigeno en la pila y la presión externa de la pila. Por lo tanto, la pila es sumergida en agua natural en el recipiente a alta presión para almacenar agua natural y oxigeno para poder controlar la presión en el recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno y la presión de recipiente a alta presión para almacenar oxigeno para ser iguales . Las presiones diferenciales que actúan en el PEM y el miembro de sello de la pila se controlan dentro de la resistencia de la presión de la pila. Consecuentemente, sólo una presión diferencial dentro de la resistencia de presión de la pila actúa sobre la pila aún cuando el hidrógeno y el oxigeno se generan a una presión combinada que excede la resistencia de presión de la pila, permitiendo por consiguiente que el hidrógeno a alta presión se genere. Sin embargo, la corrosión de las partes metálicas debe considerarse en el dispositivo para generar los gases de hidrógeno y oxigeno. La pila de electrólisis se sumerge en agua natural al alojarla en el recipiente a alta presión mientras almacena oxigeno generado en el ánodo en el recipiente a alta presión. Por lo tanto, la pila de la electrólisis que tiene los electrodos se sella en un ambiente que contiene oxigeno a alta presión que provoca fácilmente 14 corrosión de los metales y el agua en conjunto cuando la presión se incrementa. Además, la corrosión de las partes metálicas tales como los electrodos son responsables de que se presenten cuando la temperatura se incrementa en el margen permisible de la resistencia de calor del PEM. Además, la corriente en fuga no puede ignorarse puesto que la resistividad del agua natural en la cual la pila de electrólisis de PEM se sumerge o disminuye. Cuando el problema de la temperatura incrementa se resuelve al enfriar el agua natural en la cual la pila de electrólisis de PEM se sumerge al utilizar un intercambiador de calor, la pila es forzada a operarse a una temperatura de 40°C o menos donde la eficiencia de la pila se vuelve deficiente, y la condición de operación es desventajosa para la utilización efectiva del calor. Por lo tanto, esta propuesta implica problemas inherentes para resolverse tales como la corrosión electrolítica por el oxígeno y la corriente eléctrica en fuga por la disminución de la resistividad del agua natural, para poder generar hidrógeno a alta presión requerido para utilizar hidrógeno como una fuente de energía. Cuando se presentan anormalidades, tales como el rompimiento de PEM que aisla el compartimiento del ánodo de la pila de electrólisis de su compartimiento del cátodo, u ocurre un rompimiento del miembro de sello de la pila de 15 electrólisis, una gran cantidad de hidrógeno se mezcla con el oxigeno en la pila a alta presión que aloja la pila de electrólisis, surgiendo un peligro de generar un gas detonante. Por lo tanto, una contramedida para este peligro también se requiere. Por consiguiente, mientras que la generación de hidrógeno a alta presión con una presión tan alta como varios cientos de atm o " más es posible en principio, en este dispositivo para generar hidrógeno y oxigeno, el dispositivo actualmente se puede aplicar para generar hidrógeno con una presión de varias decenas de atm, y no es fácil de generar hidrógeno a alta presión con una presión de varios cientos de atm que se considera son necesarios para utilizar hidrógeno como una fuente de energía. Una parte de la corriente eléctrica que fluye en la pila de electrólisis fluye en el agua natural en la cual la pila de electrólisis se sumerge por la disminución de la resistividad de agua natural, aún cuando el problema de la corrosión de los metales se resuelve, disminuyendo por consiguiente la eficiencia de la electrólisis debido a la pérdida de energía eléctrica provocada. Además, puesto que la resistencia a la presión y la resistencia al calor de la resina de intercambio iónico son bajas, es otro problema que la resistividad disminuida como resultado de la pureza disminuida del agua natural en el recipiente a alta presión no pueden resumir su resistividad elevada original al regenerar el agua natural contaminada en agua pura utilizando resina de intercambio iónico. En particular, este es un problema serio porque la eficiencia de la electrólisis se mejora al incrementar la temperatura a aproximadamente 80 °C o más . Aunque el agua pura debe generarse siempre con la resina de intercambio iónico debido a la disolución acelerada de las sustancias de la pared de recipiente en el agua pura cuando la temperatura del agua pura se incrementa para disminuir la resistividad, la presión de la pila se restringe debido a que la resina de intercambio iónico se rompe al tratar el agua pura bajo una alta presión. Consecuentemente, fue difícil generar hidrógeno a alta presión requerido para la utilización de hidrógeno como fuente de energía. Para resolver estos problemas, la publicación de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa No. 2001-130901 ha propuesto un dispositivo de alimentación de energía de hidrógeno construido de manera que el aislamiento eléctrico no se compromete a una temperatura elevada de electrólisis, en donde el hidrógeno y el oxígeno generados por la electrólisis se almacenan en tanques de presión elevada separados mientras sumerge herméticamente la pila de electrólisis en un líquido eléctricamente aislante en un recipiente a alta presión exclusivo para poder evitar la 17 corrosión de los metales, tal como el electrodo debido a la coexistencia del oxigeno y el agua a una temperatura y presión elevada. Este método no solo establece los problemas de la corrosión mediante la electrólisis y disminución de la resistividad del agua natural a la vez, sino también es capaz de evitar que el gas detonante se genere, puesto que el agua natural sirve para aislar el oxigeno del hidrógeno aún cuando se rompe la pila de electrólisis, mejorando ampliamente por consiguiente la seguridad de la pila. Sin embargo, este método aún es difícil de emplear prácticamente puesto que ningún liquido eléctricamente aislante prácticamente disponible para sumergir la pila de electrólisis en el recipiente a alta presión no se ha encontrado hoy en dia. Una basta cantidad del liquido eléctricamente aislante se necesita para cubrir las demandas del dispositivo para generar hidrógeno suficiente para convertirse en la basta cantidad de energía que se supone se consumirá. Sin embargo, es difícil sintetizar químicamente y utilizar una gran cantidad de líquido eléctricamente aislante sin ninguna carga al ambiente, así que el ambiente, particularmente el agua subterránea y el suelo, aún no se contamina por el derramamiento. Además, el líquido se requiere para ser incombustible y químicamente estable de manera que el líquido 18 no sea reactivo con una diminuta cantidad de oxigeno e hidrógeno que se sale de la pila de electrólisis mientras que no existe peligro de explosión al reaccionar con oxigeno aún cuando una gran cantidad de oxigeno es derramada en el recipiente a alta presión. Tales líquidos eléctricamente aislantes que satisfacen estas condiciones no se han encontrado realmente. Por ejemplo, aunque PCB es un líquido de flama retardada con rendimientos excelentes, su producción y uso son prohibidos a partir del punto de vista del peligro público y la contaminación ambiental. Por lo tanto, todos los aceites aislantes actualmente disponibles son inflamables, e implica un peligro potencial de explosión cuando se fuga el oxígeno . Además, el agua natural es difícil de utilizar puesto que la resistividad del agua natural cambia con el tiempo como se describe en lo anterior, aunque el agua natural por sí misma es excelente como un líquido aislante. Puesto que el agua natural tiene un potencial para disolver todas las sustancias, la resistividad del agua natural gradualmente se disminuye cuando el agua natural se sella en el recipiente a alta presión. Esta disminución de resistividad no solo disminuye la eficiencia de la pila debido a una corriente eléctrica en fuga generada, sino también al hidrógeno y oxígeno que se generan por la potencia eléctrica en fuga en el recipiente a alta presión que aloja la pila de electrólisis para incrementar la presión. Este incremento de la presión puede dar lugar a un peligro potencial por el cual la pila de electrólisis pueda romperse finalmente por la presión, o el gas mezclado de hidrógeno y oxigeno pueda explotar. Por lo tanto, contramedidas para estos peligros potenciales deben proporcionarse.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, el objeto de la invención que considera las situaciones que se describen en lo anterior es proporcionar un sistema y método para generar hidrógeno a alta presión, en donde el hidrógeno a alta presión, en particular, teniendo una presión tan alta como 350 atm o más requerida para utilizar hidrógeno como una fuente de energía, puede generarse eficientemente sin utilizar ningún compresor de gas . El hidrógeno puede generarse en forma estable y segura solamente mediante la electrólisis utilizando una energía eléctrica generada por una energía natural que varía frecuentemente tal como la luz del sol. Por consiguiente, se encontró que el hidrógeno a alta presión puede generarse solamente por la electrólisis que comprende las etapas de proporcionar una pila de electrólisis que utiliza PEM en un recipiente a alta presión bajo una atmósfera de hidrógeno, electrolizando el agua 20 natural utilizando la pila de electrólisis, almacenando el hidrógeno generado en el cátodo en el recipiente a alta presión que aloja la pila de electrólisis, y almacenando el oxigeno generado en el ánodo en un recipiente a alta presión para almacenar el agua natural por electrólisis junto con el agua natural recuperada. Consecuentemente, un sistema y método para generar hidrógeno comprimido a alta presión con una presión de 350 atm o más, la cual se requiere para utilizar energía de hidrógeno, se ha establecido. En el sistema de generación y método que se describe en lo anterior, el agua natural se electroliza utilizando la pila de electrólisis, mientras que se ajusta la presión diferencial entre la presión del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno y la presión del recipiente a alta presión para almacenar oxígeno y el agua natural para electrólisis que es más baja que la resistencia a la presión de PEM que constituye la pila de electrólisis. El hidrógeno y oxígeno obtenidos se almacenan, y el agua natural se suministra al lado del oxígeno de la pila de electrólisis después de enfriarse con un intercambiador de calor. Además, el hidrógeno generado en la pila de electrólisis se regresa al recipiente a alta presión después de enfriarse con el intercambiador de calor dispuesto en el exterior del recipiente a alta presión. Se encontró que el proceso anterior permite que la pila de electrólisis sea operada más 21 establemente puesto que la pila de electrólisis se evita que se caliente por la pérdida de energía en el proceso de electrólisis . La eficiencia de electrólisis es más mejorada cuando la temperatura es más alta en el método de electrólisis de PEM. Aunque PEM utilizado para la electrólisis de PEM se hace de materiales poliméricos que tienen una resistencia al calor relativamente elevada comparable con los plásticos convencionales, su resistencia mecánica disminuye cuando la temperatura excede 100 °C con una disminución rápida de 120 °C o más. Puesto que la temperatura deseable para operar la pila de electrólisis es de 80°C o menos, el calor generado por la pérdida de energía eléctrica como resultado de la electrólisis de agua se remueve en la operación de la pila de electrólisis de PEM. Además, se encontró que la temperatura en el sistema de electrólisis de PEM puede controlarse eficiente y precisamente al formar líneas de tubería de hidrógeno y oxígeno en el intercambiador de calor, así como la línea de tubería de un medio de calentamiento, en los tubos finos ramificados para poder incrementar la conductividad calorífica con un área de conducción de calor amplia, asegurando por consiguiente una resistencia a la presión suficientemente elevada y conductividad de calor. Esto es ventajoso para electrolizar a una temperatura prescrita, de preferencia aproximadamente 22 80°C, mediante la energía eléctrica generada por la energía solar como energía limpia en el futuro. Otra ventaja de este método es evitar que la temperatura del agua natural en la pila disminuya a menos de 0°C como la temperatura de congelamiento del agua cuando la operación de la pila de electrólisis para generar hidrógeno por la electrólisis del agua se detenga en la noche en provincias frías o en temporada de invierno. Un método novedoso para sellar orificios pasantes para zafar tubos finos delgados de un reciente a alta presión grueso se han inventado adicionalmente . Para suprimir la fuerza que actúa sobre la pila de electrólisis dentro de la resistencia a la presión de la pila de electrólisis, la diferencia entre las presiones de hidrógeno y oxígeno que actúan sobre la pila de electrólisis deben controlarse para estar dentro de la resistencia de una presión de la pila de electrólisis. Sin embargo, puesto que la resistencia de la presión de la pila de electrólisis se limita, una precisión más alta para controlar la presión se requiere como se muestra en lo siguiente cuando las presiones de oxígeno e hidrógeno que actúan sobre la pila de electrólisis se incrementan. Los métodos de control de presión convencionales, o el control de presión mediante la transferencia de hidrógeno y oxígeno, pueden volverse imposibles de cumplir con el requerimiento. Por consiguiente, se ha encontrado que la presión puede controlarse efectivamente al permitir que el agua natural contenida en los recipientes a alta presión para almacenar hidrógeno y oxigeno se transfieran desde un reciente que tiene una presión más alta a otro recipiente que tiene una presión más baja, en lugar del control de presión por la transferencia de hidrógeno u oxigeno como un gas, o al utilizar ambos métodos j untos . Un controlador de presión que puede aplicarse para el método de control de presión también se ha desarrollado. La siguiente ecuación (1) es válida entre la precisión S (%) para controlar la presión diferencial, la resistencia de presión Ps de la pila de electrólisis y la presión P de hidrógeno (u oxigeno) generada en la pila de electrólisis . Esta ecuación quiere decir que un control de presión elevada exacta se requiere en el sistema y método para generar el hidrógeno a alta presión. S > (Ps/P) X 100 (1) La ecuación (1) anterior muestra que es necesario incrementar ya sea Ps o la precisión S (%) para controlar la presión diferencial, o para incrementar Ps y S, para poder incrementar la presión P del hidrógeno u oxigeno generados. Sin embargo, puesto que la precisión S para controlar la presión diferencial se limita realmente, la presión P del hidrógeno u oxigeno disponible se determina eventualmente por 24 la resistencia de presión Ps de la pila de electrólisis. Aunque la resistencia de presión admisible de la pila de electrólisis actualmente disponible es generalmente alrededor de 4 atm, la precisión para controlar la presión puede estar dentro de 4/10, o dentro de 40%, cuando la presión del oxigeno o hidrógeno generada es de aproximadamente 10 atm. Por consiguiente, el método utilizado convencionalmente para controlar la presión puede emplearse sin ningún peligro de rompimiento de la pila de electrólisis . Por lo tanto, una presión de aproximadamente 350 atm que se requiere para utilizar el hidrógeno como una fuente de energía puede aplicarse en la pila de electrólisis convencional actualmente. Sin embargo, un control altamente preciso de la presión dentro de una precisión de 4/400 o más, o 1% o más, se requiere para generar más estable y aseguradamente el hidrógeno a una presión de 350 atm, o para generar hidrógeno y oxígeno a una presión requerida después, o una presión de 400 atm por ejemplo, utilizando la pila de electrólisis. Esta precisión casi se puede obtener por el método convencional para controlar la presión, y un control más estricto de la presión puede requerirse, puesto que el hidrógeno comprimido bajo una presión de aproximadamente 700 atm puede necesitarse en el futuro. Se ha investigado un método para excluir los 25 factores que hacen a la resistencia de presión de la pila de electrólisis que disminuya, asi como el método para controlar la presión al transferir agua natural,, y se encontró que la pila de electrólisis que tiene una estructura novedosa como se describirá en lo siguiente es efectiva para mejorar la resistencia de presión de la pila de electrólisis. Esta estructura permite que el diámetro del recipiente a alta presión que aloja la pila de electrólisis sea pequeño. Además, el recipiente a alta presión puede formarse con una pared tan delgada como sea posible, aunque el espesor de la pared sea requerido para ser grueso en respuesta a la presión generada, el espesor del recipiente a alta presión se ha requerido para ser más grande que la presión que es más alta, o el espesor que se ha requerido para incrementarse en proporción al cuadrado del diámetro del recipiente. Por lo tanto, la mejora de la estructura permite la elaboración y manejo del recipiente para ser fácil, haciendo al recipiente ventajoso en su costo de elaboración. Se encontró que la siguiente estructura es efectiva para mostrar los efectos que se describen en lo anterior: (1) la pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad se fija por compresión mediante una presión de compresión de un miembro de compresión; (2) el hidrógeno y el agua natural penetrante generada en el cátodo se descargan directamente en el recipiente de hidrógeno a alta presión desde cada cátodo de la pila al proporcionar un puerto de descarga que se comunica con el cátodo en la pared lateral del electrodo de doble polaridad; y (3) el agua natural que se electroliza se suministra a través de un pasaje de alimentación de agua natural formado por un orificio proporcionado en el centro de la pila. Un medidor de nivel de agua también se desarrolló al tomar ventaja de una diferencia grande de una conductividad eléctrica entre un gas tal como oxigeno y agua natural, para poder resolver los siguientes problemas encontrados en la medición del nivel de agua en el recipiente en presencia de un gas a alta presión, y para mejorar la precisión del control de presión. Aunque el agua natural utilizada por el material de electrólisis y el oxigeno generado por la electrólisis se almacenan en el recipiente a alta presión juntos, puede suponerse comúnmente que el agua se almacena en la mitad inferior y el oxigeno se almacena en la mitad superior en el recipiente debido a que la densidad del oxigeno es tan pequeña como 1.429 x 1CT3 g/cc en las condiciones estándares (0°C y 1 atm) . Sin embargo, el oxigeno tiene una densidad igual a la densidad del agua a una presión de 700 atm a partir del 27 cálculo de 1/(1.429 x 10~3) = 700 con la condición de que oxigeno sea un gas ideal. Esto quiere decir que el agua flota sobre el oxigeno a una presión de más de 700 atm, y una norma empírica que un gas es más ligero que el agua no es válida. Desgraciadamente, la inversión de la densidad no ocurre a menos que la presión sea 1000 atm o más considerando el tamaño de la molécula de oxígeno y la fuerza intermolecular del oxígeno. Sin embargo, un medidor de nivel tipo flotador que se ha utilizado ampliamente no puede detectar precisamente la superficie del agua debido al movimiento inestable del flotador provocado por la corriente de agua y otros factores, cuando la diferencia de la densidad entre el agua y el oxígeno se vuelve pequeña. Además, la durabilidad del flotador para utilizarse en el medidor de nivel de tipo flotador contra la presión debe tomarse en consideración, debido a que el flotador utilizado para el medidor de nivel de tipo flotador se requiere para tener una gravedad específica aparente de menos de 1. Por lo tanto, la elaboración de un flotador durable a una presión requerida en la utilización de la energía de hidrógeno se ha considerado que es difícil. Se ha desarrollado un medidor de nivel que puede operarse establemente bajo una presión elevada para resolver estos problemas, para poder implementar estable y ampliamente el método para generar el hidrógeno a alta presión de acuerdo 28 con la invención. La invención completada como se describe en lo anterior proporciona un sistema para generar hidrógeno a alta presión que comprende una pila de electrólisis dispuesta en un recipiente a alta presión que también sirve como un tanque de almacenaje de hidrógeno generado. La pila de electrólisis comprende membranas polielectroliticas para generar hidrógeno y oxigeno mediante la electrólisis de agua natural. La invención también proporciona un sistema para generar hidrógeno a alta presión que comprende dos recipientes a alta presión de un recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno generado y un recipiente a alta presión para almacenar agua natural de electrólisis y oxigeno generado. Una pila de electrólisis que comprende membranas polielectroliticas para generar hidrógeno y oxigeno mediante la electrólisis se dispone en el recipiente a alta presión para almacenar el hidrógeno generado, y el recipiente a alta presión para almacenar agua natural de electrólisis y oxigeno generado se comunica con la pila de la electrólisis. Preferiblemente, el sistema para generar hidrógeno a alta presión tiene un dispositivo de control de presión para controlar una presión diferencial entre la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno y la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar oxigeno a una presión por debajo de la 29 resistencia de presión de la pila de electrólisis . Preferiblemente, el sistema para generar hidrógeno a alta presión tiene un dispositivo de control de presión que se proporciona para medir las presiones de recipientes a alta presión respectivos y ajustar la presión diferencial a una presión por debajo de la resistencia de presión de la pila de electrólisis al descargar hidrógeno u oxigeno a través de las válvulas proporcionadas en recipientes a alta presión respectivos que se cambian basándose en los valores medidos. Preferiblemente, el sistema para generar hidrógeno a alta presión tiene un dispositivo de control de presión que se proporciona para ajustar la presión diferencial a una presión por debajo de la resistencia de presión de la pila de electrólisis al permitir que el agua natural se transfiera al cambiar las válvulas en los recipientes conectados a las lineas de tubería que comunican con el agua natural en los recipientes a alta presión respectivos . Preferiblemente, el sistema para generar hidrógeno a alta presión tiene un dispositivo de control de presión que se proporciona en la línea de tubería que comunica con el agua natural llenada en cada recipiente a alta presión y la presión es controlada por el dispositivo de control de presión que tiene un deslizador que se desliza dependiendo de la presión diferencial del agua natural en cada recipiente a alta presión. 30 Preferiblemente, la pila de la electrólisis en el sistema para generar hidrógeno a alta presión es una pila de tipo multicapa de doble polaridad que comprende una pluralidad de electrodos de doble polaridad laminados que tienen capas catalizadoras en ambas superficies de los mismos, y la pila de electrólisis se coloca en una tabla de montaje en el recipiente a alta presión para comprimirse con montajes de compresión desde arriba de la tabla. La presente invención también proporciona un método para generar hidrógeno a alta presión, en donde una pila de electrólisis que comprende membranas polielectrolíticas se dispone en un recipiente a alta presión, y el hidrógeno y oxigeno se generan por la electrólisis del agua natural utilizando la pila de electrólisis. El hidrógeno generado se almacena en el recipiente a alta presión que contiene la pila de electrólisis, y el oxigeno se almacena en un recipiente a alta presión para almacenar agua natural de electrólisis junto con el agua natural recuperada. Preferiblemente, el hidrógeno generado se enfria antes de almacenarse en el recipiente a alta presión que contiene la pila de electrólisis. Preferiblemente, la presión diferencial entre la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno y la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar oxigeno y agua natural se ajusta por debajo de una presión de la resistencia de presión de la membrana polielectrolitica que constituye la pila de electrólisis en el proceso de electrólisis. La presión de preferencia es controlada al ajustar la presión de hidrógeno y la presión de oxigeno en recipientes a alta presión respectivos al descargar hidrógeno u oxigeno desde los recipientes y/o transferir agua natural en los recipientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBÜJOS La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra la constitución general de un ejemplo del sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención: La Figura 2 se proporciona para ilustrar un ejemplo de lineas de tubería dispuestas para mejorar el efecto de enfriamiento en el sistema para generar hidrógeno a alta presión mostrado en la Figura 1; La Figura 3 es una sección transversal de una bomba de alimentación de agua accionada con un motor de inducción como un ejemplo de la bomba de alimentación de agua en la Figura 1; La Figura 4 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir un ejemplo de una terminal de introducción actual para alimentar una gran corriente eléctrica a la pila de electrólisis; La Figura 5 muestra un dibujo esquemático 32 proporcionado para describir un ejemplo de una terminal de introducción de corriente para alimentar una corriente eléctrica pequeña a la bomba de alimentación de agua y al medidor de nivel; La Figura 6 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir un ejemplo del medidor de nivel; La Figura 7 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir otro ejemplo de la bomba de alimentación de agua; La Figura 8 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir un ejemplo del método para sellar el orificio pasante formado en la pared lateral del recipiente a alta presión; La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra la constitución general de otro ejemplo del sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención; La Figura 10 es una sección transversal parcial que muestra la estructura del sensor de presión diferencial en la Figura 9; La Figura 11A es una sección transversal que muestra la estructura de la válvula de liberación en la Figura 9; La Figura 11B es una vista lateral que muestra la estructura de la válvula de liberación en la Figura 9; La Figura 12 es una sección transversal que muestra 33 la estructura del medidor de nivel en la Figura 9; La Figura 13 es un diagrama esquemático que muestra la constitución general del tercer ejemplo del sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención; La Figura 14A muestra una sección transversal parcial del controlador de presión en la Figura 13; La Figura 14B muestra una sección transversal del controlador de presión a lo largo de la linea A-A1 en la Figura 14A; La Figura 15 muestra una sección transversal parcial de otro ejemplo del controlador de presiónala Figura 16 muestra una sección transversal parcial de un diferente controlador de presión; La Figura 17 es una sección transversal que muestra la estructura y unión de la pila de electrólisis de acuerdo con la invención; La Figura 18 muestra vistas en perspectiva desensambladas de la pila de electrólisis en la Figura 17; y La Figura 19 ilustra un esquema de flujo de agua natural en el ánodo de la pila de electrólisis mostrada en la Figura 17. MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Modalidades preferidas del sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención se describirán en detalle en lo siguiente.

La invención básicamente proporciona un sistema y un método para generar hidrógeno y oxigeno mediante electrólisis directa de agua natural utilizando una pila de electrólisis que comprende un compartimiento de ánodo y un compartimiento de cátodo aislados entre si con una membrana de separación tal como una membrana polielectrolitica . Como se describe en detalle en lo anterior, la presente invención permite que el hidrógeno a alta presión se genere segura y establemente sin ningún uso de compresores de gas que utilizan un sistema para generar hidrógeno y oxigeno desarrollado para mejorar el sistema convencional. Cada miembro que constituye el sistema de generación principalmente es el mismo como el miembro conocido en la técnica . La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra la constitución general de un ejemplo del sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención. El número 1 de referencia indica una pila de electrólisis colocada en un recipiente 10 a alta presión (también referido como recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno puesto que también sirve como recipiente para almacenar hidrógeno como se describirá en lo siguiente) . La pila de electrólisis comprende un compartimiento de ánodo y un compartimiento de cátodo (no mostrado) divididos con membranas polielectroliticas (PEM) que tienen electrodos en ambos extremos de PE . El agua natural para la electrólisis se suministra al compartimiento del ánodo de la pila 1 de electrólisis a través de una linea 3 de tubería de alimentación de agua natural. La pila de electrólisis se construye de manera que el oxígeno y el hidrógeno se generan en el compartimiento del ánodo y el compartimiento del cátodo, respectivamente, de la pila 1 de electrólisis al alimentar electricidad desde una fuente 9 de energía a través de una línea 5 del cátodo y una línea 7 del ánodo. El oxígeno generado en el compartimiento del ánodo es enviado a un recipiente 31 a alta presión (también referido como un tanque de agua natural de electrólisis o un recipiente a alta presión para almacenar oxígeno) para almacenar agua natural de electrólisis a través de una línea 4 de tubería de retorno junto con una parte del agua natural suministrada desde una línea 3 de tubería de alimentación de agua natural, y se almacena en una acumulación 31a de oxígeno que tiene un área de fondo pequeña proporcionada en la parte superior del tanque 31 de agua natural de electrólisis. El hidrógeno generado en el compartimiento del cátodo de la pila 1 de electrólisis puede descargarse directamente en el recipiente 10 a alta presión y almacenarse en el recipiente 10 a alta presión. Sin embargo, puesto que el hidrógeno generado se calienta por la pérdida de energía eléctrica durante la electrólisis, la pila 1 de electrólisis alojada en el recipiente 10 a alta presión se calienta por el calor del hidrógeno cuando el hidrógeno se descarga en el recipiente 10 a alta presión sin enfriamiento, y PE puede romperse finalmente por el calor. Para evitar que PEM se rompa por el calor, el hidrógeno generado en la pila 1 de electrólisis se enfria al llevarlo dentro de un intercambiador 25b de calor externo fuera del recipiente 10 a alta presión a través de una linea de tubería, y el hidrógeno se descarga dentro del recipiente 10 a alta presión, de preferencia dentro de la parte inferior o en la cercanía del mismo, a través de una línea 2 de tubería de descarga de hidrógeno. Consecuentemente, el calor generado por la pérdida de energía eléctrica de la pila 1 de electrólisis se enfría, y el hidrógeno se mantiene a una temperatura adecuada para operar la pila de electrólisis. Las temperaturas del hidrógeno que fluyen dentro y fuera del intercambiador 25b de calor se miden con termómetros 28a y 29b, respectivamente, y la temperatura del hidrógeno es controlada al controlar la temperatura y volumen del agua fría enviada dentro de un intercambiador 25b de calor . Puesto que el hidrógeno descargado desde un tubo 2 de descarga de hidrógeno se vuelve más pesado debido a que una temperatura más baja que la temperatura del hidrógeno almacenado en el recipiente 10 a alta presión al enfriar lo 37 formado con el intercambiador 25b de calor, el hidrógeno frió se recolecta en la parte inferior del recipiente 10 a alta presión. Sin embargo, este hidrógeno es elevado por el hidrógeno que fluye desde la linea 2 de tubo de descarga de hidrógeno, y es ascendido al reducir su gravedad especifica cuando la temperatura se incrementa al hacer contacto con la pila 1 de electrólisis. Este hidrógeno ascendente lleva el calor del recipiente 10 a alta presión a través de una válvula 15 y la válvula 16 de aguja, y la pila 1 de electrólisis se enfria eficientemente. Aunque la pila 1 de electrólisis se enfria con agua natural a un cierto grado al alimentar el agua natural que se ha enfriado en el intercambiador 25a de calor al lado del ánodo, la capacidad de enfriamiento de esta agua natural no es suficiente cuando se compara con la pila de electrólisis del sistema de electrólisis de PEM conocido en la técnica que se sumerge en el agua natural. Por lo tanto, es deseable, en la construcción en la cual la pila 1 de electrólisis es alojada en el recipiente 10 a alta presión para almacenar hidrógeno, que el hidrógeno generado en la pila 1 de electrólisis regrese al recipiente a alta presión que aloja la pila 1 de electrólisis después del enfriamiento. Aunque se contempla descargar directamente hidrógeno dentro del recipiente 10 a alta presión al enfriar el recipiente a alta presión mismo, un área de conducción de 38 calor ancha se requiere para enfriar, puesto que el calor se distribuye en el recipiente 10 a alta presión. Además, la conductividad de calor del recipiente se vuelve deficiente cuando la presión se incrementa puesto que la pared del recipiente 10 a alta presión se requiere para ser gruesa. Por lo tanto, este método no se considera que sea excelente en la eficiencia de enfriamiento. La pila de electrólisis puede enfriarse eficientemente al descargar hidrógeno generado en la pila 1 de electrólisis como se describe en lo anterior, puesto que la temperatura del hidrógeno no se disipa en ningún lugar. Puesto que el hidrógeno puede descargarse a través de tubos finos que tienen espesor más delgado de pared cuando se compara con la pared del recipiente 10 a alta presión, la conductividad de calor no se compromete y la eficiencia de enfriamiento se mejora. Por consiguiente, el hidrógeno a alta presión puede generarse sin colocar la pila 1 de electrólisis en un ambiente corrosivo donde el agua y el oxigeno existen juntos en la invención, mientras permiten que el hidrógeno frió se descargue de 1e linea 2 de tubería a través de un intercambiador 25b de calor mediante una función de incremento de presión espontánea de la pila 1 de electrólisis sin utilizar una bomba. Además, la conductividad de calor del hidrógeno 39 incrementa cuando la presión en el recipiente 10 a alta presión es más alta, y las capacidades para enfriar la pila 1 de electrólisis se mejora. También es evidente que el hidrógeno a alta presión puede generarse estable y eficientemente en esta invención. De acuerdo con la presente invención, en particular, el hidrógeno calentado por la pila 1 de electrólisis asciende y alcanza la parte superior del recipiente 10 a alta presión al regresar el hidrógeno enfriado' en el intercambiador 25b de calor a la parte inferior del recipiente 10 a alta presión, y se libera a través de una válvula 15 y la válvula 16 de aguja junto con el calor extraído. Por consiguiente, la eficiencia de enfriamiento de la pila de electrólisis es más alta para permitir que el sistema altamente eficiente para generar hidrógeno a alta presión se diseñe. El hidrógeno generado en la pila 1 de electrólisis como se describe en lo anterior se descarga dentro del recipiente 10 a alta presión desde la línea 2 de tubería de descarga de hidrógeno y se recolecta y almacena en el recipiente 10 a alta presión. Cuando se suministra una potencia eléctrica continuamente desde la fuente 9 de energía a la pila 1 de electrólisis a través de la línea 5 de cátodo y la línea 7 de ánodo, el agua natural se electroliza continuamente para generar oxígeno e hidrógeno. El oxígeno se recolecta en la 40 acumulación 31a ce oxigeno del tanque 31 de agua natural de electrólisis mientras que el hidrógeno se recolecta en el recipiente 10 a alta presión, y la presión del tanque y el recipiente se elevan. Las presiones del oxigeno y el hidrógeno se miden por las medidas 39a y 39b de presión, respectivamente, proporcionadas en el tanque 31 de agua natural de electrólisis y el recipiente 10 a alta presión, respectivamente. Los valores medidos se comparan entre si utilizando un controlador independientemente proporcionado (no mostrado) . Cuando la presión del oxigeno es más alta que la presión del hidrógeno, por ejemplo, una válvula 36 se abre automáticamente por una señal de control desde el controlador, y el oxigeno se libera través de una válvula 38 de aguja para descargarse en el aire o para recuperarse en el recipiente . Cuando la presión del oxigeno es igual a la presión del hidrógeno por otro lado, la válvula 36 de aguja se cierra para operar el controlador. La abertura de la válvula 38 de aguja se controla automáticamente por el controlador dependiendo de la magnitud de la presión diferencial entre el oxigeno y el hidrógeno. El hidrógeno y oxigeno se generan en una proporción de 2:1 en volumen al electrolizar el agua natural en la pila 1 de electrólisis. Cuando el agua natural se electroliza continuamente al cerrar las válvulas 36 y 37 que se comunican 41 con la acumulación 31a de oxigeno, y al cerrar las válvulas 14 y 15 que se comunican con el recipiente 10 a alta presión sin descargar el hidrógeno y el oxigeno al exterior, la presión del hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión, y la presión del oxigeno en la acumulación 31a de oxigeno formada en el tanque 31 de agua natural de electrólisis se elevan . Puesto que la presente invención se dirige hacia el control de hidrógeno a alta presión como una fuente de energía de hidrógeno, es preferible que el volumen de oxígeno recolectado en la acumulación 31a de oxígeno se controle de manera que el volumen sea de 4% o menos del volumen del recipiente 10 a alta presión al observar el nivel 33a de agua para poder preparar seguramente el hidrógeno a alta presión. El oxígeno en exceso se libera a través de la válvula 38 de aguja, y las presiones se controlan de manera que la presión del oxígeno siempre es igual a la presión del hidrógeno, o de manera que la presión diferencial entre el oxígeno e hidrógeno está por lo menos dentro de la resistencia de presión de la pila de electrólisis, o dentro de 2 atm, con un control de presión de oxígeno para ser un poco más alto que la presión del hidrógeno. Cuando las presiones de hidrógeno y oxígeno alcanzan las presiones prescritas respectivas, el controlador automáticamente deja de alimentar la energía eléctrica desde 42 la fuente 9 de energía a la pila 1 de electrólisis, y la electrólisis se detiene con una parada de incremento de presión . Las presiones de hidrógeno y oxígeno en el recipiente 10 a alta presión y la acumulación 31a de oxígeno, respectivamente, controladas como se describe en lo anterior siempre son controladas con presiones uniformes con la presión de oxígeno un poco más alta, y la presión diferencial entre el oxígeno y el hidrógeno se controla por lo menos dentro de la resistencia de presión de la pila de electrólisis. Por consiguiente, la presión diferencial entre el interior y el exterior de la pila 1 de electrólisis, y la presión que actúa sobre la membrana de separación (una membrana que tiene electrodos de platino en PEM) que aisla el compartimiento del ánodo del compartimiento de cátodo en la pila 1 de electrólisis son controladas para estar dentro de la resistencia de presión de la membrana. Consecuentemente, la membrana de separación no se rompe sin ninguna fuga de hidrógeno y oxígeno . La membrana de separación puede romperse, o una parte del miembro de' sello de la pila 1 de electrólisis puede romperse por ciertas razones. Sin embargo, la presión del oxígeno puede equilibrarse con la presión del hidrógeno al permitir un pequeño volumen de agua natural en el tanque 31 de agua natural de electrólisis que fluye dentro del 43 recipiente 10 a alta presión, al conectar la linea 3 de tubería de alimentación de agua natural y la línea 4 de tubería de retorno conectada a la pila 1 de electrólisis a la parte inferior del tanque 31 de agua natural de electrólisis y al controlar la presión del oxígeno en la acumulación 31a de oxígeno para ser un poco más alta que la presión de hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión. Consecuentemente, el exceso de agua natural no se deja fluir dentro del recipiente a alta presión, y un gas mezclado de hidrógeno y oxígeno no se forma, haciendo por consiguiente el proceso bastante seguro. Además, cuando el volumen de hidrógeno en la acumulación 31a de oxígeno es suprimido para hacer 4% menos del volumen del recipiente 10 a alta presión, no puede anticiparse que el oxígeno en el tanque 31 de agua natural de electrólisis se mezcle con el hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión aún bajo cualquier condición de rompimiento predecible . Se supone que el oxígeno en la acumulación 31a de oxígeno se mezcla accidentalmente con el hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión, pero la concentración de hidrógeno jamás excede un límite inferior de explosión de 4%, y la explosión de gas jamás sucede. Las descripciones anteriores solamente son válidas cuando la electrólisis normal del agua no se mantiene.

Normalmente, un modo de APAGADO de seguridad de la fuente de energía (véase Handbook of Safety Precautions and Control in Manufacture of Semiconductors , Harada et. al., publicado por Realize Co . , 1993), funciona inmediatamente después de que el controlador detecta una corriente eléctrica anormal o voltaje anormal, y operación del sistema de generación se detiene para asegurar la seguridad. Un daño mayor que el rompimiento de la pila 1 de electrólisis no puede suceder al menos para evitar la explosión provocada al mezclar hidrógeno y oxígeno. Puesto que la mezcla de oxígeno e hidrógeno debido a un estado anormal de la pila 1 de electrólisis, la cual es un nivel no detectable como anormal al monitorear la corriente y el voltaje del controlador, puede detectarse con un transductor 10a de oxígeno y un transductor 31b de hidrógeno, y la operación de la pila de hidrólisis se detiene urgentemente. Por lo tanto, el hidrógeno a alta presión requerido para utilizar el hidrógeno como una fuente de energía puede generarse en forma segura. Puesto que la pila 1 de electrólisis, la línea 5 de cátodo y la línea 7 de ánodo para alimentar electricidad a la pila, y las terminales 6 y 8 de electrodo todas se colocan en una atmósfera de hidrógeno a alta presión, los problemas de la corrosión electrolítica pueden evitarse. Cuando se utiliza el hidrógeno, la válvula 15 unida al recipiente 10 a alta presión se abre al operar el controlador, y el hidrógeno se controla de manera que fluye lentamente fuera al ajusfar la abertura de la válvula 16 de aguj a . La disminución de presión en el recipiente 10 a alta presión se detecta inmediatamente por la medida 39b de presión, y una corriente eléctrica fluye a la pila 1 de electrólisis desde la fuente 9 de energía bajo el control del controlador para iniciar la electrólisis en la pila 1 de electrólisis. Consecuentemente, el hidrógeno con el mismo volumen como el volumen del hidrógeno descargado a través de la válvula 15 y la válvula 16 de aguja se genera, y la presión del hidrógeno reasume su presión inicial. Puesto que el volumen de hidrógeno que fluye fuera a través de la válvula 15 y la válvula 16 de aguja incrementa al incrementar lentamente la abertura de la válvula 16 de aguja, y la presión de hidrógeno disminuye. Sin embargo, la disminución de presión se detecta inmediatamente por el calibrador 9a de presión, y la cantidad de la corriente eléctrica que fluye a través de la pila 1 de electrólisis desde la fuente 9 de energía incrementa al operar el controlador, reasumiendo por consiguiente la presión inicial. Aunque el volumen del hidrógeno liberado a través de la válvula 15 y la válvula 16 de aguja se incrementa manualmente al mantener la presión para ser aproximadamente 46 constante, la presión no incrementa adicionalmente aún al incrementar la abertura de la válvula 16 de aguja cuando la cantidad de hidrógeno consumido alcanza la cantidad de hidrógeno generado. Como resultado, la corriente eléctrica que fluye desde la fuente 9 de energía a la pila 1 de electrólisis deja de incrementar. Cuando la cantidad de hidrógeno consumida excede la cantidad máxima de hidrógeno que puede generarse a partir de la pila 1 de electrólisis, por otro lado, la cantidad de hidrógeno generado no puede incrementarse después de que la corriente eléctrica fluye desde la fuente 9 de energía hasta que la pila 1 de electrólisis haya alcanzado su máximo, y la abertura de la válvula 16 de agu ya no incrementa más. Por lo tanto, la cantidad demandada de hidrógeno excede la cantidad máxima de hidrógeno que puede generarse a partir de la pila 1 de electrólisis no puede suministrarse . Aunque la presión del recipiente 10 a alta presión se mantiene a una presión preescrita, las válvulas 14 y 37 se abren cuando la presión en el recipiente 10 a alta presión puede disminuirse urgentemente en una emergencia, y el hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión y el oxígeno en la acumulación 31a de oxígeno del tanque 31 de agua natural de electrólisis se descargan urgentemente. La válvula 36 se abre al operar automáticamente el controlador cuando la presión diferencial entre el hidrógeno 47 y oxigeno incrementa por la liberación de hidrógeno. El oxigeno se descarga a través de la válvula 38 de aguja de manera que la presión de hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión equilibra la presión del oxigeno en acumulación 31a de oxigeno del agua 31 natural de electrólisis, de manera que la presión diferencial entre el hidrógeno y el oxigeno por lo menos cae dentro de la resistencia de presión de la pila de electrólisis con una presión un poco más alta de oxigeno que la presión de hidrógeno. Aunque las descripciones anteriores pueden dar una impresión de que las aberturas de las válvulas 16 y 38 de aguja y la corriente eléctrica que fluyen desde la fuente 9 de energía hasta la pila 1 de electrólisis, son demasiado controladas lentamente, todas se controlan por una computadora a una alta velocidad. Puesto que la velocidad de control es suficientemente elevada cuando se compara con la velocidad de variación de la energía natural, el controlador puede elegir el cambio de la energía natural. Por consiguiente, no existen problemas en generar hidrógeno utilizando un sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención aún utilizando la energía eléctrica generada por la energía natural que se ha considerado se cambia frecuentemente. Aunque el hidrógeno se descarga en el recipiente 10 a alta presión desde la línea 2 de tubería de descarga de 48 hidrógeno, el hidrógeno descargado contiene una pequeña cantidad de agua, y el agua recolectada en una acumulación 11 de agua en la parte inferior del recipiente 10 a alta presió . La cantidad de agua siempre es monitoreada con un medidor 12 de nivel, y una válvula 17 se abre cuando una cantidad prescrita de agua se recolecta para descargarla en un depósito 20 de agua a través de una válvula 18 de agua. La descarga de agua se detiene al cerrar la válvula 17 cuando el nivel.de agua desciende a un nivel prescrito. Puesto que el hidrógeno se disuelve en agua descargada desde el recipiente 10 a alta presión, el hidrógeno también es recolectado en el depósito 20 de agua. El nitrógeno con una velocidad de flujo controlada por una válvula 23 de aguja se suministra en el depósito 20 de agua desde una linea 24 de tubería a través de un filtro 22, y el nitrógeno se descarga en el aire a través de un filtro 19. Puesto que el depósito de agua se diseña para aislarse del aire por el filtro 19, los microorganismos jamás se entremezcla en el depósito 20 de agua. Aunque la alimentación del agua natural en la pila 1 de electrólisis no se restringe particularmente, el agua natural se suministra en la pila de electrólisis por medio de una bomba 32 de alimentación de agua dispuesta en el tanque 31 de agua natural de electrólisis en la modalidad mostrada 49 en la Figura 1. La bomba 32 de alimentación de agua comprende un motor de inducción y bomba de alimentación de agua tipo propulsora integrada en una unidad, y detalles de la misma se describirán en lo siguiente con referencia a los dibujos. El agua natural descargada de la bomba 32 de alimentación de agua es enviada en la pila 1 de electrólisis después de que se enfria con el intercambiador 25a de calor colocado a la mitad de la linea 3 de tubería de alimentación de agua natural . Las temperaturas del agua natural suministradas hasta y liberadas desde el intercambiador 25a de calor se miden con los termómetros 28a y 29a proporcionados para cooperar con el intercambiador 25 de calor. La pila 1 de electrólisis se diseña para ser capaz de electrolizar a una temperatura deseada al controlar la cantidad de agua fría suministrada desde un refrigerador (no mostrado) a través de una linea 26a de tubería de alimentación de agua fría utilizando el controlador. Puesto que el agua natural recolectada en el tanque 31 de agua natural de electrólisis se consume al ser descompuesta en hidrógeno y oxígeno en la pila 1 de electrólisis, la superficie de agua se monitorea continuamente con el medidor 33 de nivel, y el agua natural es abastecida desde el tanque 44 de reabastecimiento de agua 50 natural que considera que la acumulación 31a de oxigeno de preferencia está dentro del 4% del volumen de hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión. Aunque el reabastecimiento del agua natural se controla con el controlador, las válvulas 40 y 42 proporcionadas entre el tanque 31 de agua natural de electrólisis y el tanque 41 de reabastecimiento de agua natural se cierra primero puesto que el tanque 31 de agua natural de electrólisis se comunica con un tanque 48 de almacenaje de agua natural a través de una linea 51a de tubería de alimentación y la línea 51b de tubería de retorno. Entonces, la válvula 41 de la línea 51a de tubería de alimentación y la válvula 43 de la línea 51b de tubería de retorno se abren, y el agua natural se hace circular a través de una torre 46 de intercambio iónico, un filtro 45, el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural, la línea 51b de tubería de retorno y el tanque 48 de almacenaje de agua natural en este orden al operar una bomba 47. Cuando la resistividad del agua natural cuando se mide con un medidor 49a de resistividad proporcionado en el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural indica una resistividad prescrita, las válvulas 41 y 43 se cierran, y la bomba 47 se detiene, llenado por consiguiente el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural con agua natural que tiene una resistividad elevada sin contener ninguna burbuja. 51 Entonces, el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural se presuriza por la presión del oxigeno en la acumulación 31a de oxigeno del tanque 31 de agua natural de electrólisis que comunica con el tanque de reabastecimiento de agua natural al abrir las válvulas 40 y 42. Sin embargo, puesto que ningún componente de gas se presenta en el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural llenado con agua natural, sustancialmente ningún cambio de volumen se observa con cambios insignificantes de la presión. Por lo tanto, el agua natural en el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural cae espontáneamente dentro del tanque 31 de agua natural de electrólisis por la gravedad, y el oxigeno a alta presión en el tanque 31 de agua natural de electrólisis entra al tanque 44 de reabastecimiento de agua natural al reemplazar el agua natural. Las válvulas 40 y 42 se cierran al confirmar que el agua natural en el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural ha fluido dentro del tanque 31 de agua natural de electrólisis, y que el nivel 33a de agua ha regresado a su nivel original utilizando el medidor 33 de nivel. Cuando la válvula 43 se cierra, el oxigeno a alta presión en el tanque 48 de almacenaje de agua natural se descarga dentro del aire a través de un filtro 50, y la presión del tanque 44 de almacenaje de agua natural regresa a la presión atmosférica. Subsecuentemente, la válvula 41 se abre y el agua natural se hace circular al hacer accionar la bomba 47 para llenar el tanque 44 de reabastecimiento de agua natural con agua natural, reabasteciendo por consiguiente el tanque 31 de agua natural de electrólisis con el agua natural nuevamente. Puesto que el tanque 48 de almacenaje de agua natural está comunicándose con un tanque 56 de agua a través de las lineas 51 de tubería de alimentación, una bomba 55 que es operada automáticamente cuando el nivel de agua del tanque 48 de almacenaje de agua natural se desciende al reabastecer el agua natural dentro del tanque 44 del abastecimiento del agua natural. El reabastecimiento del agua como agua de ciudad se suministra dentro del tanque 48 de almacenaje de agua natural al ser convertido en agua natural a través de la torre 54 de intercambio iónico, el filtro 53 y la válvula 52 proporcionados en la parte media de una línea 51 de tubería de alimentación. La Figura 2 muestra la tubería en la parte principal del sistema que ilustra un ejemplo de tubería para mejorar los efectos de enfriamiento. En este ' ejemplo, el hidrógeno generado se introduce dentro del exterior del recipiente 10 a alta presión a través de una pluralidad de tubos 2a, 2b, etc., finos, ramificados desde la línea 2 de tubería de descarga de hidrógeno por medio de una línea 60 de tubería de ramificación dispuesta en la parte superior en el recipiente 10 a alta presión. El hidrógeno se descarga 53 nuevamente en el recipiente 10 a alta presión desde la parte inferior del recipiente 10 de presión después de permitir que pase a través del intercambiador 25b de calor dispuesto en la parte media de los diversos tubos finos. Al utilizar tubos finos permite que el área de conducción de calor se incremente mientras que mejora la resistencia de presión de la tubería misma. Es bastante importante mantener una propiedad hermética en los puntos de ramificación cuando la línea 2 de tubería de descarga de hidrógeno se ramifica en los tubos 2a, 2b, etc., finos, desde el recipiente 13 a alta presión. Por consiguiente, un método novedoso se emplea en la invención, en donde los orificios pasantes que penetran la pared del recipiente 10 a alta presión, dentro del cual los tubos 2a, 2b, etc., finos, se insertan, se forman en formas ahusadas desde el interior del recipiente 10 a alta presión, y los tubos finos se sellan herméticamente sin soldarse por el sello de los orificios ahusados con los núcleos en forma de cuña . La temperatura del hidrógeno que fluye dentro y fuera del intercambiador 25b de calor se miden con termómetros 28b unidos' al lado de entrada de los tubos 2a, 2b, etc., finos al intercambiador 25b de calor, y los termómetros 29b unidos al lado de salida de los tubos 2a, 2b, etc., finos, desde el intercambiador 25b de calor. La 54 temperatura del hidrógeno es controlada al controlar la temperatura y velocidad de flujo del agua de enfriamiento enviada en el intercambiador 25b de calor. El agua de enfriamiento también puede utilizarse para enfriar el hidrógeno en el recipiente 10 a alta presión al pasar el agua de enfriamiento a través de los tubos finos proporcionados en el recipiente 10 a alta presión, permitiendo que el agua natural en la pila 1 de electrólisis y la acumulación 11 de agua previniéndose de que se congelen durante el periodo de parada . La temperatura del agua de enfriamiento normalmente está en el margen de aproximadamente 10 a 20°C, y el agua de enfriamiento se suministra desde un tanque de agua de enfriamiento con una bomba. El agua de enfriamiento puede utilizarse para enfriar la pila 1 de electrólisis a una temperatura de, por ejemplo, 80 °C o menos cuando genera un calor por la electrólisis del agua, mientras que sirve para calentar la pila a 0°C o más cuando es preocupante el congelamiento de la pila 1 de electrólisis durante el periodo de parada de la pila 1 de electrólisis. El agua natural en el tanque 31 de agua natural de electrólisis puede suministrarse al lado del ánodo de la pila 1 de electrólisis después de enfriarlas con el intercambiador 25a de calor. La linea 4 de tubería de retorno también es ramificada en una pluralidad de tubos 4a, 4b, etc., finos, en una linea 64 de tubería de ramificación dispuesta en la parte superior en el recipiente 10 a alta presión como se muestra en la Figura 2 para poder controlar la temperatura de la pila 1 de electrólisis, como en la línea 2 de tubería de descarga de hidrógeno. Las temperaturas del agua natural así como del oxígeno generado se controlan con los termómetros y el intercambiador 25c de calor, y el agua natural se suministra a la parte inferior del tanque 31 de agua natural de electrólisis y se almacena ahí. La temperatura es controlada no sólo por el control de temperatura de la pila 1 de electrólisis, sino también para evitar que el agua natural dentro de la pila 1 de electrólisis, el tanque 31 de agua natural de electrólisis y los tubos 4a, 4b, etc., finos se congelen. Por ejemplo, cuando la temperatura atmosférica ha disminuido por debajo de 0°C en la noche durante la parada de operación, el controlador (no mostrado) detecta la disminución de temperatura con los termómetros (indicado por las marcas o en el dibujo) proporcionados en los tubos 4a, 4b, etc., finos, y el agua natural dentro de la pila 1 de electrólisis, el tanque 31 de agua natural de electrólisis y los tubos 4a, 4b, etc., finos, no se deja congelar al fluir el agua natural en la línea 4 de tubería de retorno para el agua natural' y oxígeno que comprenden la línea 3 de tubería de alimentación de agua natural y los diversos tubos 4a, 4b, 56 etc., finos, al operar una bomba 32 a alta presión, aún durante el periodo de parada de la pila 1 de electrólisis. La temperatura del agua de enfriamiento utilizada está normalmente en el margen de 10 a 20 °C, y el agua de enfriamiento se suministra desde un tanque de agua de enfriamiento (no mostrado) con una bomba. El agua de enfriamiento puede utilizarse para enfriar la pila 1 de electrólisis a una temperatura de 80°C o menos cuando está generando electricidad, mientras sirve para calentar la pila de electrólisis a 0°C o más cuando es preocupante el congelamiento de la pila 1 de electrólisis durante la parada de la pila 1 de electrólisis. Una linea 64 de tubería de enfriamiento que comprende una pluralidad de tubos 64a, 64b, etc., finos, se proporcionan en el tanque 31 de agua natural de electrólisis para enfriar el agua natural en el tanque 31 de agua natural de electrólisis en la invención. Consecuentemente, la temperatura de la pila 1 de electrólisis puede controlarse más fácilmente mientras que se evita eficientemente que el agua natural en el tanque 31 de agua natural de electrólisis se congele. La Figura 3 es una sección transversal que muestra un ejemplo de una bomba de alimentación de agua accionada con un motor de inducción como un ejemplo representativo de la bomba 32 de alimentación de agua. En el dibujo, el número 71 57 de referencia indica la parte inferior del tanque 31 de agua natural de electrólisis, el número 72 de referencia indica un puerto de salida de agua natural, el número 73 de referencia indica una cuchilla de alimentación de agua, el número 74 de referencia indica un eje de rotación, el número 75 de referencia indica un rotor, el cual es fabricado al integrar un núcleo de hierro laminado que comprende una multicapa laminada de placas de acero de silicio con una caja tipo bobina de cobre y al revestirse con una resina, el número 76 de referencia indica una bobina de inducción preparada al devanar una bobina en un núcleo de hierro de multicapa y revestirlo con una resina, los números 76a y 76b de referencia indican cables de conexión para suministrar una corriente eléctrica a la bobina de inducción, el número 77 de referencia indica una bobina de detección de rotación, el número 77c de referencia indica un imán de detección de rotación, los números 77a y 77b de referencia indican cables de conexión para la bobina de detección de rotación, los números 78a a 78c de referencia indican cojinetes, el número 79 de referencia indica una tuerca, el número 80 de referencia indica un tornillo, y el número 81 de referencia indica un miembro de soporte. Los cables 76a, 76b, 77a y 77b de conexión se aislan eléctricamente al ser revestidos con una resina, y son guiados al exterior del tanque 31 de agua natural de 58 electrólisis por medio de terminales de introducción de corriente eléctrica que penetran a través de la parte inferior 71 al ser aisladas eléctricamente. La bomba 32 de alimentación de agua asi construida como se describe en lo anterior comienza a girar el rotor 75 al alimentar una corriente eléctrica a la bobina 76 de inducción desde una fuente de potencia en el exterior del tanque 31 de agua natural de electrólisis junto con la rotación del eje 74 de rotación fijado al rotor 75. Consecuentemente, la paleta 73 se hace girar simultáneamente, y el agua natural en el tanque 31 de agua natural de electrólisis se suministra a la linea 3 de tubería de alimentación desde el puerto 72 de salida de agua natural. Un imán 77c embebido en el eje 74 de rotación gira junto con la rotación del eje 74 de rotación para fluir una corriente de inducción alternante a través de la bobina 77, y el controlador puede monitorear la velocidad de rotación del número de ciclos de la corriente alterna. La Figura 4 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir un ejemplo de una terminal de introducción de corriente para alimentar una corriente eléctrica grande a la pila 1 de electrólisis que constituye el sistema para generar el hidrógeno a alta presión. En el dibujo, el número 90 de referencia indica un conductor de cobre, el numero 90a de referencia indica un cable de conexión interior, el número 91 de referencia indica un aislador de resina, los números 92a y 92b, y 93a y 93b de referencia indican anillos en forma o de sello, el número 94 de referencia indica un disco de resina, los números 95a y 95b de referencia indican discos metálicos, el número 96 de referencia indica una terminal de cable, el número 97 de referencia indica una tuerca, el número 98 de referencia indica un tablero de presión, el número 99 de referencia indica un tornillo, el número 100 de referencia indica una tuerca, y el número 101 de referencia indica una pared de recipiente del recipiente 10 a alta presión. Puesto que el conductor 90 penetrará a través de la pared del recipiente al ser aislado eléctricamente del recipiente 31 de agua natural de electrólisis, la electricidad puede transferirse desde el exterior al interior del recipiente 31 de agua natural de electrólisis . La Figura 5 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir un ejemplo de una terminal de introducción de corriente para alimentar una corriente eléctrica pequeña a la bomba 32 de alimentación de agua y al medidor 33 de nivel que constituye el sistema para generar el hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención. En el dibujo, el número 110 de referencia indica una pared de recipiente del tanque 31 de agua natural de electrólisis, el número 111 de referencia indica un aislador lleno de resina 60 como una resina epoxi curable, y el número 112 de referencia indica un cable de cobre revestido con un revestimiento de esmalte. Esta construcción permite que un número de cables eléctricos se introduzcan dentro del tanque 31 de agua natural de electrólisis. La Figura 6 muestra un dibujo esquemático proporcionado para describir un ejemplo del medidor de nivel utilizado en la invención. En los dibujos, el número 120 de referencia indica la pared del recipiente del tanque 31 de agua natural de electrólisis, los números 121 y 124 de referencia indican tornillos de fijación, el número 122 de referencia indica un cable de cobre revestido con un revestimiento de esmalte, el número 123 de referencia indica un tablero de presión,, los números 125a a 125c de referencia indican electrodos electrodepositados con oro después de desprender el revestimiento de esmalte, y el número 126 de referencia indica una abrazadera. Puesto que la resistencia eléctrica entre la pared 120 de recipiente y el electrodo 125a del medidor 33 de nivel asi construido como se describe en lo anterior difiere cuando el electrodo 125a se sumerge y no se sumerge en agua natural, el electrodo 125a sumergido en agua natural puede distinguirse del electrodo 125a no sumergido en el agua natural, permitiendo que la superficie del agua se decida si está por arriba de la superficie del agua o por abajo de la superficie del agua. 61 Por consiguiente, la superficie 33a del agua puede decidirse si está entre los electrodos 125a y 125b, entre los electrodos 125b y 125c, o por arriba del electrodo 125c, permitiendo que el juego de electrodo sirva como un medidor de nivel . La Figura 7 muestra un ejemplo de una bomba de alimentación de agua externa accionada por electricidad proporcionada en el exterior del tanque 31 de agua natural de electrólisis, el cual es diferente de la bomba 32 de alimentación de agua colocada en el tanque 31 de agua natural de electrólisis. Un par de motores 128 y un par de imanes 129 se dispone simétricamente con relación a la paleta 127 de rotación de alimentación de agua. La unidad principal de la bomba y la paleta 127 de rotación, y la placa 130 de anillo se hacen de un material no magnético tal como acero inoxidable, y el espacio entre el imán 129 fijado en la paleta 127 de rotación y el imán 129 fijado en el eje del motor 128 se separan con una pared 131 de división delgada hecha de un plástico resistente al calor tal como resina de poli (éter-éter-cetona) (PEEK) . El imán 129 de la paleta 127 de rotación atrae al imán 129 en el lado del motor 128 al emplear la construcción que se describe en lo anterior, y la paleta 127 de rotación flota y se fija en el espacio. La paleta 127 gira con la rotación del motor 128. 62 El agua natural fluye en la parte inferior del tanque 31 de agua natural de electrólisis conectado al lado de la paleta 127 de rotación, mientras que el oxigeno fluye dentro de la parte superior del tanque 31 de agua natural de electrólisis conectado al lado del motor 128. Sin embargo, estas porciones tienen la misma presión puesto que están en el mismo tanque de agua natural de electrólisis, y ninguna presión diferencial se aplica a la placa 131 de separación. Aunque el agua natural en el tanque 31 de agua natural de electrólisis es enviada en el lado del ánodo de la pila 1 de electrólisis, la corriente eléctrica se suministra al motor 128 a través de los alambres eléctricos que penetran a través de la unidad principal de la bomba de alimentación de agua mediante las terminales de introducción de corriente como se muestra en la Figura 4. La Figura 8 muestra un dibu o esquemático proporcionado para describir un ejemplo del método para sellar el orificio pasante formado en la pared lateral del recipiente 10 a alta presión o el recipiente 31 de agua natural y oxigeno. En el dibujo, el número 141 de referencia indica la pared lateral del recipiente 1 a alta presión o el recipiente 31 de agua natural y oxigeno, X indica el interior del recipiente mientras que Y indica el exterior del recipiente, el número 140 de referencia indica una tubería, el número 142 de referencia indica un núcleo, el número 143 63 de referencia indica un anillo, el número 144 de referencia indica un tornillo de fijación, y el número 145 de referencia indica un sujetador del tornillo de fijación. La construcción que se describe en lo anterior permite que el núcleo 142 se presione sobre la pared 141 lateral para ajusfar la tubería 140 mediante la compresión cuando el tornillo 144 de fijación se apriete desde la dirección X al contener al sujetador 145 del tornillo de fijación. El núcleo 142 se aprieta al presionar el tornillo 144 de fijación mediante la presión alta en el recipiente a la dirección de apriete, y la línea de tubería se sella completamente en el orificio pasante. Aunque el núcleo 142 se moldea en una estructura mediante la cual se fija al ser insertado en la pared 141 lateral en la descripción de la Figura 8, un conector comercialmente disponible puede fijarse en el orificio pasante de la pared 141 lateral utilizando un tornillo ahusado, y la línea 140 de tubería puede sellarse con el mismo núcleo 142 que se describe en la Figura 8. La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra la constitución general de otro ejemplo del sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención. Este sistema para generar hidrógeno a alta presión básicamente es el mismo que el mostrado en la Figura 1, y comprende un recipiente 202 de hidrógeno a alta presión 64 construido de manera que una pila 201 de electrólisis se acomode · en una atmósfera de hidrógeno generada, un recipiente 262 de oxigeno a alta presión para almacenar el agua natural regresada y el oxigeno generado, las lineas 216a y 216b de tubería de agua natural a través de las cuales el agua natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se comunica con el agua natural en el recipiente 262 de oxígeno a alta presión, y un sensor 253 de presión diferencial para detectar la presión diferencial entre la presión de hidrógeno en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión y la presión del oxígeno en el recipiente 262 de oxígeno a alta presión para poder controlar la presión diferencial. En el sistema para generar hidrógeno a alta presión mostrado en la Figura 9, el agua natural que se electroliza se envía en la pila 201 de electrólisis desde el recipiente 262 de oxígeno a alta presión con la bomba 207, y el agua natural se electroliza al alimentar una energía eléctrica requerida para la electrólisis desde una fuente 261 de energía. El hidrógeno y el agua natural se descargan en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión desde un puerto 203 de descarga de hidrógeno, y el oxígeno generado y el agua natural que no se electrolizan se envían en el recipiente 262 de oxígeno a alta presión a través de una línea 204 de tubería de retorno y el oxígeno se almacena en la acumulación 252 de oxígeno localizada en la parte superior del recipiente 65 262 de oxígeno a alta presión. Las presiones en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión y el recipiente 262 de oxígeno a alta presión se incrementan por el hidrógeno y el oxígeno generados, respectivamente, a una presión prescrita de, por ejemplo, 400 atm. El sistema está en espera en esta presión al detener la electrólisis cuando no se necesita hidrógeno. Cuando se necesita el hidrógeno, por otro lado, una válvula 257 se abre y una válvula 256 de aguja se abre lentamente para alimentar el hidrógeno desde un puerto 255 de alimentación de hidrógeno . Cuando la disminución de la presión en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se detecta con un calibrador 254 de presión después de alimentar el hidrógeno, la alimentación de una energía eléctrica a la pila 201 de electrólisis desde la fuente 261 de energía se reasume por la instrucción de un controlador (no mostrado) operado en cooperación con el calibrador 254 de presión, y la energía eléctrica se suministra hasta que la presión medida por el calibrador 254 de presión regresa a su valor original. La abertura de la ¦ válvula 256 de aguja se incrementa adicionalmente cuando la presión cuando se mide con el calibrador 254 de presión se reasume con un incremento de la energía eléctrica desde la fuente 261 de energía hasta que la presión cuando se mide por el calibrador 254 de 66 presión reasume su valor original. La alimentación del hidrógeno se continua al mantener la abertura de la válvula de aguja y la energía eléctrica desde la fuente de energía, hasta que la presión no disminuya al incrementar la abertura de la válvula de aguja, o la energía eléctrica suministrada desde la fuente 261 de energía alcanza una potencia máxima admisible . La presión diferencial entre la presión del oxígeno almacenado en una acumulación 252 de oxígeno y la presión del hidrógeno en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión es medida con un sensor 253 de presión diferencial, un ejemplo del cual se muestra en la modalidad siguiente, durante la electrólisis y la alimentación del hidrógeno. Normalmente, el controlador (no mostrado) controla la conmutación de la válvula 244 y la abertura de la válvula 243 de aguja, y la cantidad de oxígeno descargado desde un puerto 245 de descarga de oxígeno se controla para que ninguna señal de presión diferencia se emita desde el sensor 253 de presión diferencial . El agua natural se electroliza mientras que se controla la presión en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión que es igual a la presión en el agua natural y el recipiente 262 de oxígeno a alta presión, y el hidrógeno se suministra desde el puerto 255 de alimentación de hidrógeno. La presión diferencial entre el recipiente 262 de 67 oxígeno a alta presión y el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión es controlada por la descarga de oxígeno e hidrógeno, particularmente por la descarga de oxígeno en el sistema para generar hidrógeno a alta presión mostrado en la Figura 1. Sin embargo, puesto gue la presión admisible esperada de la resistencia de presión de la pila 201 de electrólisis es normalmente alrededor de 4 atm, un control de presión con una precisión de, por ejemplo, tan alta como 1% o más se requiere para generar hidrógeno y oxígeno con una presión de 400 atm o más utilizando la pila 201 de electrólisis . Una presión diferencial que excede la resistencia de presión admisible de la pila 201 de electrólisis puede generarse por una perturbación del control de presión provocada por una variación de la cantidad de hidrógeno consumido por el sistema conectado al puerto 255 de alimentación de hidrógeno para alimentar el hidrógeno al sistema, o mediante una variación de la energía eléctrica suministrada desde la fuente 261 de energía. Por consiguiente, las válvulas 208 y 217 de cambios se proporcionan en este sistema, para poder evitar que una presión diferencial que excede la resistencia de presión admisible de la pila de electrólisis se genere por la perturbación del control de presión. Estas válvulas de cambio se conectan a las líneas 216a y 216b de tubería de agua 68 natural, respectivamente, para comunicar el lado natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión con agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión, y son operadas basándose en la presión diferencial. Por consiguiente, el agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión se descarga en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión a través de la válvula 208 de cambio, cuando la presión del hidrógeno en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se reduce por debajo de la presión del oxigeno en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión, y cuando la presión diferencial entre los mismos pueda exceder la presión admisible de la pila 201. Consecuentemente, el volumen del agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión se reduce mientras que el volumen de oxigeno en la acumulación 252 de oxigeno se incrementa, reduciendo por consiguiente la presión en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión mientras que se incrementa la presión en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión para mantener una presión diferencial por debajo de la resistencia de presión admisible. Supongamos que el volumen del hidrógeno en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión es de 20L, el volumen del oxigeno en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión es de 0.4L (2% del volumen de hidrógeno), y la presión de hidrógeno generado es de 400 atm. Después, 4 c.c.p. de agua natural es como 1% de 0.4L de oxigeno fluye fuera del recipiente 262 de oxigeno a alta presión y fluye dentro del recipiente 202 de hidrógeno a alta presión. Consecuentemente, la presión del oxigeno se reduce a 4 atm como 1% de 400 atm, y la presión del hidrógeno incrementa a 0.08 atm. Por consiguiente, una presión diferencial de 4.08 atm puede reducirse eficientemente para bajar la resistencia de presión de la pila mediante la transferencia de agua con un volumen de solamente 4 ce. El control de la superficie 251 del agua en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión es crucial para generar el hidrógeno particularmente a una presión de 350 atm o más. En esta invención, el medidor 250 de nivel se dispone en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión para monitorear siempre la superficie 251 del agua, y el agua natural en el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión se deja fluir dentro del recipiente 262 de oxigeno a alta presión al tomar ventaja de la gravedad al abrir la válvula 238 cuando la superficie 251 de agua es descendida desde un nivel prescrito. El flujo del agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión desde el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión permite el mismo volumen de oxigeno que fluya dentro del tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión a través de la válvula 239. 70 Es crucial colocar el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión a un nivel más alto que el recipiente 262 de oxigeno a alta presión, y el tanque 240 de alimentación de agua natural para reabastecer el agua natural en el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión al mismo o más alto nivel que el tanque 241c de alimentación de agua natural a alta presión, para poder hacer fluir el agua natural en el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión dentro del recipiente 232 de oxigeno a alta presión al tomar ventaja de la gravedad. El agua natural es reabastecida en el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión al cerrar las válvulas 238 y 239, y al abrir las válvulas 236 y 237. El recipiente 262 de oxigeno a alta presión es aislado al cerrar las válvulas 238 y 239, y el agua natural en el tanque 240 de reabastecimiento de agua natural se envia en el recipiente de alimentación de agua natural a alta presión con una bomba 232 a través de una torre 233 de intercambio iónico y el filtro 234. La resistividad del agua natural se mide con un medidor 235 de resistividad. El agua natural se hace circular a través de la torre 233 de intercambio iónico para el tratamiento de intercambio iónico hasta que la resistividad se hace más alta que el valor prescrito, puesto que el electrodo catalítico de la pila 201 de electrólisis es 71 contaminado y la vida de servicio de la pila 201 de electrólisis es acortada cuando la resistividad del agua natural es elevada. El interior del tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión es llenado con agua natural mientras que se permite que se remuevan las burbujas de aire, cuando el tanque 240 de reabastecimiento de agua natural se coloca arriba del tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión. Por consiguiente, la variación de presión cuando las válvulas 236 y 237 se cierran y las válvulas 238 y 239 se abren solamente depende de los cambios de volumen del agua natural, los cuales pueden ignorarse sustancialmente . Puesto que el agua natural se hace circular con la bomba 232 a la presión atmosférica, la bomba 232, la torre 233 de intercambio iónico, el filtro 234 y el medidor 235 de resistividad todos son operados a la presión atmosférica. La circulación del agua natural con la bomba 232 se termina dependiendo de la resistividad del agua natural medida por el medidor 235 de resistividad. Cuando se proporciona un tanque subsidiario que tiene el mismo rendimiento que el tanque 241 de alimentación de agua natural a alta presión, la alimentación del agua natural en el tanque 262 de oxigeno a alta presión nunca es retardada al permitir que cualquiera de ellas siempre esté lista . 72 El agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión sirve como un material de electrólisis al ser enviada en la pila 201 de electrólisis. Por consiguiente, cuando el agua natural permanece por un largo periodo de tiempo y la calidad del agua se disminuye con una resistividad de, por ejemplo, ß?O/cm2 o menos, el electrodo catalítico de la pila 201 de electrólisis puede contaminarse y la vida de servicio de la pila 201 de electrólisis puede acortarse. Por consiguiente, es deseable reemplazar ocasionalmente una parte del agua natural con agua natural fresca para poder evitar que la calidad del agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión se deteriore. El agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión es intercambiada al permitir que el agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión fluya dentro de un tanque 219 de descarga de agua natural al abrir la válvula 218, descargar el agua natural en el tanque 219 de descarga de agua natural en un depósito 223 de agua al cerrar la válvula 218 y abrir la válvula 221, y reabastecer el agua natural fresca con un volumen correspondiente al volumen del agua descargada desde el tanque 241 de alimentación de agua natural elevada. Para reducir la variación de presión en el procedimiento de intercambio de agua natural, el volumen del tanque 219 de descarga de agua natural de preferencia es 73 alrededor de 1% del volumen de la acumulación 252 de oxigeno, y la frecuencia de intercambio del agua natural puede ser de aproximadamente 10 veces por día (aproximadamente 10%) , aunque depende de la cantidad del agua natural utilizada. El agua natural penetrada en el cátodo desde el ánodo de la pila 201 de electrólisis se descarga con el hidrógeno generado desde el puerto 203 de descarga de hidrógeno dentro del recipiente 202 de hidrógeno a alta presión, y el agua natural es recolectada en la parte inferior en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión. El volumen de almacenaje del agua natural de preferencia es aproximadamente dos veces el volumen de la acumulación 252 de oxigeno del recipiente 262 de oxigeno a alta presión. El volumen es controlado al detectar la superficie 209 del agua con el medidor 210 de nivel, y el agua natural se deja fluir dentro del depósito 212 de agua natural al abrir la válvula 211 cuando el volumen del agua natural ha incrementado por arriba del volumen prescrito. El volumen del depósito 212 de agua natural se determina de manera que la variación de presión provocada al abrir la válvula 211 y al permitir que el agua natural fluya dentro del depósito 212 de agua natural no excede la resistencia de presión admisible determinada por las resistencias de presión de la pila 201 de electrólisis. Por ejemplo, supongamos que la presión máxima del 74 hidrógeno generado en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión es de 400 atm, el volumen del hidrógeno almacenado es de 20 litros, y la presión admisible de la pila 201 de electrólisis es de 4 atm, la variación de presión del hidrógeno en la operación para permitir que el agua natural fluya dentro del depósito 212 de agua natural al abrir la válvula 211 se calcula para ser 400 atm x 0.01 = 4 atm, con la condición de que el volumen del depósito de agua natural sea de 0.2 litros (1% del volumen del hidrógeno almacenado) . Aún cuando una presión diferencial de más de 4 atm es generado por la acumulación de algunos factores, ninguna presión diferencial que excede el valor admisible de la resistencia de presión de la pila de electrólisis es generada por la acción de las válvulas 208 y 217 de cambio. En la Figura 9, el número 205 de referencia indica un intercambiador de calor para enfriar el calor generado por la electrólisis. El número 206 de referencia indica un intercambiador de calor para ajusfar el agua natural suministrada a la pila 201 de electrólisis a una temperatura deseada, el número 213 de referencia indica un medidor de nivel de tipo resistencia eléctrica, el número 215 de referencia indica una linea de tubería de descarga de agua natural, el número 220 de referencia indica un medidor de nivel de tipo resistencia eléctrica, el número 224 de referencia indica un medidor de nivel de tipo flotador, el 75 número 225 de referencia indica un puerto de alimentación de agua, el número 227 de referencia indica una bomba, el número 228 de referencia indica una torre de intercambio iónico, el número 229 de referencia indica un filtro, el número 230 de referencia indica un medidor de resistividad de agua natural, el número 231 de referencia indica un medidor de nivel de tipo flotador, el número 246 de referencia indica un puerto de descarga de oxigeno de emergencia, el número 247 de referencia indica un puerto de descarga de oxígeno de emergencia, el número 248 de referencia indica un calibrador de presión, el número 249 de referencia indica un sensor de fuga de gas para detectar la concentración de hidrógeno en oxigeno, el número 258 de referencia indica una válvula de descarga de hidrógeno de emergencia, el número 259 de referencia indica un puerto de descarga de hidrógeno de emergencia, y el número 260 de referencia indica un sensor de fuga de gas para detectar la concentración de oxígeno en el hidrógeno . La Figura 10 es una sección transversal parcial que muestra la estructura del sensor de presión diferencial utilizada en la invención. Como se muestra en los dibujos, el sensor 253 de presión diferencial comprende una unidad 300 principal que tiene un cilindro 301 cuyos extremos se sellan con fuelles 306 y 307 que se pueden expandir en la dirección longitudinal por la presión del recipiente 202 de hidrógeno a 76 alta presión o el recipiente 262 de oxigeno a alta presión y se llenan con un fluido inerte en los mismos; un cuerpo 304 magnético interno proporcionado para poderse deslizar libremente en una dirección axial en contacto cercano con la cara interior del cilindro 301; un cuerpo 305 magnético externo en contacto cercano con la superficie exterior del cilindro 301 para moverse en cooperación con el cuerpo 304 magnético interno para poderse deslizar; y un sensor 320 para detectar la presión diferencial en cooperación con un cuerpo 305 magnético externo que se puede deslizar por la expansión de los fuelles 306 y 307. El sensor 320 comprende una placa 319 de protección de luz que se puede mover en cooperación con el cuerpo 305 magnético externo; una placa 316 de despliegue que comprende aberturas 317 y 318 protegidas por la placa 319 de protección de luz; y un medidor fotoeléctrico (no mostrado) para convertir la energía luminosa de transmisión de la luz después de penetrar a través de las aberturas 317 y 318 en señales eléctricas. En el sensor 253 de presión diferencial mostrado en la Figura 10, el hidrógeno en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión es enviado en un compartimiento 310 de presión de hidrógeno a través de una linea 312 de tubería de hidrógeno, y el oxígeno en el recipiente 262 de oxígeno a alta presión es enviado en un compartimiento 311 de presión 77 de oxigeno a través de una linea de tubería de oxígeno, y las presiones en estos compartimientos se transfieren a los fuelles 306 y 307, respectivamente. Puesto que un fluido tal como un aceite para máquinas es llenado en los fuelles 306 y 307, y en el cilindro 301, el volumen del mismo sustancialmente no muestra ningún cambio con las presiones. Por consiguiente, los fuelles 306 y 307 no son aplastados bajo la presión alta del oxígeno y el hidrógeno enviado desde la línea 312 de tubería de hidrógeno y la línea 313 de tubería de oxígeno. Cuando la presión del hidrógeno enviada desde la línea 312 de tubería de hidrógeno es igual a la presión del oxigeno enviado desde la línea 313 de tubería de oxígeno, el cuerpo 304 magnético interno permanece detenido en el centro del cilindro 301, puesto que las fuerzas aplicadas a los fuelles 306 y 307 desde el compartimiento 310 de presión de hidrógeno y el compartimiento 311 de presión de oxígeno, respectivamente son iguales. Sin embargo, cuando la presión del hidrógeno enviado desde la línea 312 de tubería de hidrógeno es más alta que la presión de oxígeno enviado desde la línea 313 de tubería de oxígeno, un muelle 314 se extiende mientras que un muelle 315 se contrae por la presión diferencial, y el cuerpo 305 magnético .interno se cambia al lado del compartimiento 311 de presión de oxígeno al ser empujado por las barras 302 78 y 303 de fijación a una posición donde la presión diferencial es equilibrada con la fuerza por la expansión y contracción de los muelles 314 y 315, respectivamente. Puesto que el cuerpo 304 magnético interno y el cuerpo 305 magnético externo son magnéticamente acoplados por la fuerza magnética aplicada entre los mismos, el cuerpo 305 magnético externo se despliega en respuesta al desplazamiento del cuerpo 304 magnético interno con el desplazamiento de la placa 319 de protección de luz fijada al cuerpo 305 magnético externo para cubrir una parte de la abertura 318 en el lado del oxigeno. Consecuentemente, la energía luminosa que pasa a través de la abertura 318 se reduce mientras que la energía luminosa que pasa a través de la abertura 317 permanece sin cambio . Cuando la presión del hidrógeno enviado desde la línea 312 de tubería de hidrógeno es más ba a que la presión de oxígeno enviada desde la línea 313 de tubería de oxígeno, por el contrario, una parte de la abertura 317 en el lado del hidrógeno es cubierta con la placa 319 de protección de luz, y la energía luminosa que pasa a través de la abertura 317 disminuye . Cuál de la presión de hidrógeno enviada desde la línea 312 de tubería de hidrógeno y la presión de oxígeno enviado desde la línea 313 de tubería de oxígeno es más alta o la presión diferencial entre las mismas, puede determinarse 79 al medir la energía luminosa que pasa a través de las aberturas 317 y 318. Además, la presión diferencial puede ajustarse para estar en cero al controlar la cantidad de oxígeno descargado al controlar, por ejemplo, el cambio de la válvula 244 y la válvula 243 de aguja mostrado en la Figura 9. Aunque el método para detectar la posición del cuerpo magnético interno al medir la energía luminosa se explicó en la descripción anterior, esta medida puede realizarse utilizando una resistencia de deslizamiento. Un deslizador se fija al cuerpo 305 magnético externo, y el deslizador se hace para deslizarse sobre la resistencia de deslizamiento en armonía con el desplazamiento del deslizador integrado con el cuerpo 305 magnético externo, midiendo por consiguiente la distancia de desplazamiento del cuerpo 304 magnético interno. Las Figuras 11A y 11B son una sección transversal y vista lateral, respectivamente, que muestran la estructura de una válvula 208 ó 217 de liberación utilizada en el sistema. Como se muestra en el dibujo, la válvula 208 ó 217 de liberación comprende un puerto 332 de descarga proporcionado en una unidad principal cilindrica de una válvula 330; un cilindro 331 proporcionado dentro de la válvula cilindrica; un muelle 333 interbloqueado al cilindro 331, el muelle 333 que se fija con un tornillo 335 y una tuerca 336 de fijación 80 para poder ser capaz de ajustar la fuerza del muelle; una línea 338 de tubería de conexión a una línea 216a o 216b de tubería de agua natural para permitir que el agua natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión o el recipiente 262 de oxígeno a alta presión se transfieran; y un puerto 337 de ventilación. La válvula 208 y 217 de liberación se proporcionan para ajustar la resistencia de presión del muelle 333 al girar una cabeza 334 de tornillo al aflojar la tuerca 336 de fijación. Consecuentemente, el cilindro 331 empujado por la presión del agua natural transferida a través de la línea 338 de tubería de conexión se localiza arriba del puerto 332 de descarga, y permite que el agua natural en la línea 338 de tubería de conexión se descargue desde el puerto 332 de descarga con una presión deseada (una presión determinada por la presión admisible de la pila) . También es posible apretar la tuerca 336 de fijación para que no se cambie el establecimiento . El cilindro 331 comienza a desplazarse hacia arriba por la contracción del muelle 333 debido a una presión diferencial aplicada cuando la presión en la atmósfera que acomoda la unidad 330 principal de la válvula se vuelve más alta que la presión del agua natural en la línea 338 de tubería de conexión. Cuando la presión del agua natural en la línea 338 de tubería de conexión se incrementa 81 adicionalmente, el nivel del cilindro 331 excede el nivel del puerto 332 de descarga para permitir que el agua natural en la linea 338 de tubería de conexión se descargue desde el puerto 332 de descarga para reducir consecuentemente la presión en la línea 338 de tubería de conexión. Cuando el puerto 332 de descarga se forma en un triángulo inverso, la cantidad de agua natural descargada se reduce cuando la presión diferencial es grande mientras que se incrementa cuando la presión diferencial es pequeña, sirviendo para aliviar prontamente la presión dxférencial. La Figura 12 es una sección transversal del medidor de nivel que toma ventaja de una diferencia grande de conductividad eléctrica entre un gas tal como oxígeno y agua natural, y el medidor de nivel se utiliza como el medidor 250 de nivel en la Figura 9. El medidor de nivel comprende un electrodo 350 principal que tiene un electrodo 350a central en forma de barra y un electrodo 350b externo concéntrico dispuesto en el exterior del electrodo 350a central: y un sub-electrodo 351 que tiene un electrodo 351a central en forma de barra cubierto con un cilindro aislante excepto la punta del electrodo y un electrodo 351b externo concéntrico dispuesto en el exterior del electrodo 351a central. En los dibujos, el número 352 de referencia indica la superficie del agua natural; los números 353a y 353b de referencia indican el orificio de ventilación; los números 82 354a y 345b de referencia indican miembros de unión de los electrodos 350b y 351b externos, respectivamente; los números 355a y 355b de referencia indican los miembros de unión de los electrodos 350a y 350b centrales, respectivamente; los números 356a y 356b de referencia indican aislantes; los números 357a y 357b de referencia indican voltajes de fijación para unir los electrodos 350b y 351b externos, respectivamente; el número 358 de referencia indica una pestaña de unión; los números 359a y 359b de referencia indican tuercas para fijar los montajes 357a y 357b de fijación, respectivamente; los números 360a y 360b de referencia indican placas de aislamiento; los números 361a y 361b de referencia indican arandelas; los números 362a y 362b de referencia indican cables de conexión; los números 363a y 363b de referencia indican arandelas; los números 364a y 364b de referencia indican tuercas para fijar los electrodos 350a y 350b centrales; y los números 365a a 367b de referencia indican anillos en forma de o. Cuando el electrodo 350a central y el electrodo 350b externo en el medidor 250 de nivel asi construido como se describe en lo anterior se sumergen en agua natural, la resistencia Rm del agua natural que se llena entre el electrodo 350a central y el electrodo 350b externo puede medirse al conectar un medidor de resistencia eléctrica entre el cable 362a de conexión y la tierra. 83 La resistencia Rr entre la punta del electrodo 350b central expuesta sin ser cubierta con el cilindro 368 aislante y el electrodo 351b externo puede medirse al medir la resistencia eléctrica entre el cable 362b de conexión y la tierra . La longitud de la porción de punta del electrodo 351a central no cubierta con el cilindro 368 aislante se define como Lr, y cada longitud del electrodo 350a central y el electrodo 350b externo sumergidos en agua natural se define como Lx. Entonces, Lx se determina por la siguiente ecuación; Lx = Lr(Rr/Rm) (1) La ecuación (1) anterior muestra que el nivel de la superficie del agua 352 natural se determina al calcular Lx . Aunque la resistividad del agua natural es de aproximadamente 18 ?O/cm2 en la salida de la torre de resina del intercambio iónico, disminuye con el tiempo cuando la concentración de iones se incrementa al disolver la pared del recipiente de agua natural. Sin embargo, siempre es posible detectar un nivel de agua preciso independientemente del tiempo dependiente de los cambios de la resistividad del agua natural, puesto que el nivel se corrige al medir Rr . Puesto que los gases tales como hidrógeno y oxigeno son aislantes eléctricos, la resistencia eléctrica entre el cable 364a de conexión y la tierra se determina solamente por 84 resistencia eléctrica del agua natural en la cual el electrodo 350a central y el electrodo 350b externo se sumerge, y el efecto de la resistencia eléctrica del oxigeno o hidrógeno pueden ignorarse. Puesto que todos los materiales, asi como el electrodo 350a central y el electrodo 350b externo tienen excelente resistencia de presión en las estructuras y las características del medidor 250 del nivel pueden utilizarse sin limitación de presión como en el medidor de nivel de tipo flotador convencional. Aunque los materiales del electrodo pueden corroerse por la electrólisis cuando se aplica electricidad entre los electrodos en un ambiente en el cual el oxígeno a alta presión y el hidrógeno existen juntos, estos problemas pueden evitarse mediante las medidas de impulsos o por la electrodeposicion de los electrodos 350a y 351a centrales, y los electrodos 350b y 351b externos con un metal precioso tal como titanio o platino, que es resistente a la corrosión. Además, puesto que la resistencia eléctrica Rr entre el cable 364a de conexión y la tierra se mide como la resistividad del agua natural, el valor medido puede utilizarse para evaluar la calidad del agua natural para determinar la frecuencia de intercambio de agua natural en el recipiente a alta presión de agua natural y oxígeno 262. La Figura 13 muestra otro ejemplo del sistema para 85 generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención. La pila 201 de electrólisis se diseña para acomodarse en una atmósfera de hidrógeno generada en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión como en el sistema previamente descrito. Aunque el sistema también comprende el recipiente 262 de oxigeno a alta presión para almacenar el agua natural que va a electrolizarse, el agua natural regresada y el oxigeno generado, comprende un controlador 270 de presión en lugar del sensor 253 de presión diferencial, y las válvulas 208 y 217 de descarga se omiten de la misma. El controlador 270 de presión funciona para aminorar la presión diferencial al permitir que el agua natural entre el recipiente 262 de oxigeno a alta presión y el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se muevan desde el que tiene un presión más alta al recipiente que tiene una presión más baja basándose en la presión diferencial entre los mismos . Cuando la presión en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión se vuelve más alta que la presión en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión, el agua natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión fluye dentro del controlador 270 de presión, y el mismo volumen del agua natural es empujada nuevamente al recipiente 202 de hidrógeno a alta presión desde el controlador 270 de presión. Consecuentemente, la presión en el recipiente 262 de oxigeno 86 a alta presión se reduce cuando el volumen del agua natural disminuye con un incremento del volumen de la acumulación 252 de oxigeno, y la presión en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión incrementa cuando el volumen del agua natural se incrementa, aliviando por consiguiente la presión diferencial . El controlador 270 de presión detecta el volumen transferido del agua natural, y controla el cambio de la válvula 244 y la válvula 243 de aguja con el controlador (no mostrado) . Consecuentemente, el agua natural transferida al lado del recipiente 202 de hidrógeno a alta presión regresa al recipiente 262 de oxigeno a alta presión. Después, el volumen del oxigeno descargado del puerto 245 de descarga de oxígeno se controla para evitar la transferencia adicional del agua natural para poder nivelar la presión. Puesto que el método para controlar la cantidad de hidrógeno generado de la pila 201 de electrólisis de manera que la presión del hidrógeno se mantenga a una presión prescrita al controlar la cantidad de electricidad suministrada desde la fuente 261 de energía a la pila 201 de electrólisis, el método para reabastecer el agua natural y para descargar el agua natural del recipiente 262 de oxígeno a alta presión, y el método para descargar el agua natural desde el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión son los mismos que aquellos descritos en el sistema de la Figura 9, 87 descripciones de los mismos se omiten. La Figura 14A muestra una sección transversal parcial del controlador 270 de presión, y la Figura 14B muestra una sección transversal del controlador de presión a lo largo de la linea A-A' en la Figura 14A. El controlador 270 de presión comprende una unidad 390 principal del controlador de presión que tiene un cilindro 370 hueco hecho de un material no magnético, un deslizador 371 interno que se desliza en contacto cercano con la superficie interior del cilindro 370 hueco hecho de un material magnético, y un deslizador 372 externo que se desliza en contacto con la superficie externa del cilindro 370 hueco y hecho de un material magnético; y un sensor 400 de posición para detectar la posición del deslizador 372 externo. El agua 384 natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se introduce en la mitad del cilindro 370 hueco dividido por el deslizador 371 interno, y el agua 385 natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión se introduce en la otra mitad. El agua 384 natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se aisla del agua 385 natural en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión mediante el deslizador 371 interno. Por consiguiente, el agua 384 natural jamás se mezcla con el agua 385 natural. Cuando la presión en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión es igual a la presión en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión y ninguna presión diferencial se genera entre los recipientes, el deslizador 371 interno se establece a la posición en el centro del cilindro 370 hueco. Por consiguiente, cuando la presión en el recipiente 202 de oxigeno a alta presión se vuelve más alta que la presión en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión, el agua natural en el recipiente 202 de oxigeno a alta presión fluye en el cilindro 370 hueco desde la linea 375 de tubería para reducir la presión en el recipiente 202 de oxígeno a alta presión. Consecuentemente, el deslizador 371 interno se empuja para incrementar el volumen del agua 384 natural para permitir que el agua natural fluya dentro del cilindro 370 hueco, y el agua 385 natural que sobre fluye debido al volumen reducido fluye dentro del agua natural y el recipiente 262 de oxígeno a alta presión a través de la línea 376 de tubería, que aminora automáticamente por consiguiente la presión diferencial generada puesto que la presión de oxígeno se reduce debido al volumen reducido de oxígeno en el recipiente 262 de oxígeno a alta presión. El deslizador 371 interno se mueve a una posición desplazada a un lado del muelle 383 del centro. Puesto que el deslizador 371 interno se acopla magnéticamente con el deslizador 372 externo, el deslizador 372 externo se mueve a la misma posición con el mismo desplazamiento de una placa 377 de protección de luz que se fija al deslizador 372 89 externo, mediante una barra 381 de fijación para cubrir una parte de una abertura 380, reduciendo por consiguiente la energía luminosa que penetra a través de la abertura 380. Puesto que la dirección en la longitud de desplazamiento del deslizador 371 interno se ha determinado al comparar la energía luminosa que penetra a través de la abertura 380 con la energía luminosa penetrando a través de la abertura 379, la abertura de la válvula 243 de aguja es controlada con el contxolador (no mostrado) de manera que el deslizador 371 interno regresa a la posición central original al comparar la energía luminosa de transmisión de la abertura 380 con la energía luminosa de transmisión de la abertura 379. El sensor 400 de posición para comparar la energía luminosa del controlador 270 de presión tiene la misma construcción y función que aquéllos del sensor 320 del sensor 253 de presión diferencial. El volumen del oxígeno descargado del puerto 245 de descarga de oxígeno es controlado al controlar la abertura de la válvula 243 de aguja de manera que el deslizador 371 interno siempre está en la posición central que se describe en lo anterior. Por lo tanto, el hidrógeno a alta presión puede generarse sin aplicar una presión diferencial a la pila 201 de electrólisis. Cuando la presión en el recipiente 202 de hidrógeno 90 a alta presión permanece más alta que la presión en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión, y el desplazamiento del deslizador 371 interno no puede detenerse aún después del control como se describe en lo anterior, el deslizador 371 interno choca con el muelle 383. Puesto que el deslizador 371 interno no puede mover más sin presionar el muelle 371, ninguna restricción se impone sobre el movimiento del deslizador 371 interno hasta que el deslizador 371 interno viene a esta posición. Por lo tanto, sustancialmente ninguna presión diferencial se genera durante este periodo. Sin embargo, cuando el deslizador 371 interno choca con el muelle 383, el deslizador 371 interno no puede moverse más a menos de que empuje el muelle 383. En otras palabras, la presión diferencial no puede controlarse por el movimiento del deslizador 371 interno. Sin embargo, cuando un pasaje 374 de flujo de derivación se proporciona, el muelle 383 se contrae para permitir que el agua natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión fluya directamente en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión a través del pasaje 374 de flujo de derivación, evitando por consiguiente que la presión diferencial incremente por arriba de una presión prescrita . El permitir que el agua natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión fluya directamente en el recipiente 262 de oxigeno a alta presión a través del pasaje 91 374 de flujo de derivación indica que algunos estados anormales han surgido para hacer imposible el control de la operación del sistema solamente al controlar la abertura de la válvula 343 de aguja mediante el controlador (no mostrado) . Por consiguiente, un conmutador de cierre de emergencia (no mostrado) y válvulas 247 y 258 de descarga de emergencia se proporcionan para una parada de emergencia en estos estados anormales, mediante la cual la fuente 261 de energía de la pila 201 de electrólisis se cierra mientras que todas las válvulas excepto la válvula 258 se cierran, y la generación de hidrógeno y oxígeno de la pila 201 de hidrólisis se detiene para poder disminuir prontamente la presión del recipiente 202 de hidrógeno a alta presión. Una línea de tubería de nitrógeno también se proporciona para purgar los interiores del recipiente 262 de oxígeno a alta presión y el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión con nitrógeno, para poder detener seguramente el sistema, aunque no se ilustra en la Figura 13. Es una contramedida para proteger a la pila 201 de electrólisis de que se rompa sufriendo de una presión que excede la resistencia de presión para establecer la resistencia de los muelles 382 y 383 de manera que la presión diferencial para permitir que el agua natural fluya dentro de los pasajes 373 ó 374 de flujo de derivación como resultado de presionar el muelle 383 mediante el deslizador 371 interno 92 para caer dentro de la resistencia de presión aceptable de la pila 201 de electrólisis. Cuando el volumen del cilindro 370 hueco excepto el volumen del deslizador 371 se ajusta para ser igual a la acumulación 252 de oxigeno en el recipiente 262 a alta presión, ±50% de la presión diferencial puede aminorarse antes de operar el mecanismo de cierre de emergencia. Las Figuras 15 y 16 muestran secciones transversales parciales de diferentes controladores 270 de presión. El controlador 270 de presión mostrado en estos dibujos comprende una linea 413 de tubería de agua natural en paralelo al controlador 270 de presión con una válvula 420 de cierre intermedia, y conmutadores 411 y 412 para cambiar la válvula . En el controlador 270 de presión, el deslizador 371 interno permite que la válvula 420 de cierre abra por medio de los conmutadores 411 y 412 en ambos extremos, cuando la presión diferencial se incrementa más allá del nivel controlable por el desplazamiento del deslizador 371 interno y el deslizador 371 interno provoca que el muelle 383 se contraiga. Por ejemplo, el agua natural en el recipiente 202 de hidrógeno a alta presión se deja fluir directamente en el recipiente 262 de oxígeno a alta presión a través de la línea 413 de tubería de agua natural de manera que la presión diferencial no incrementa arriba de una presión prescrita. 93 La Figura 17 es una sección transversal que muestra la estructura y unión de la pila de electrólisis utilizada en el sistema 501 para generar el hidrógeno a alta presión de acuerdo con la invención. La pila 503 de electrólisis que es una pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad es aloja en el recipiente 502 de hidrógeno a alta presión en la dirección vertical . Como es evidente en la Figura 17, la pila 503 de electrólisis comprende, entre un cátodo 504 principal en forma de disco y el ánodo 505 principal, una pluralidad de miembros 506 polielectroliticos en forma de anillo que tienen capas catalíticas de platino en -ambas caras de las mismas, y una pluralidad de electrodos 507 de doble polaridad anulares hechos de un electrodo 511 poroso laminado con la interposición de una pared 516 de división entre los electrodos 511 porosos opuestos en la dirección vertical. La pila de electrólisis se monta en una tabla 517 de montaje proporcionada en el recipiente 502 de hidrógeno a alta presión y el ánodo 505 principal se comprime extendiéndose hacia abajo con un montaje 523 de compresión comprimido con un miembro 519 de muelle. El montaje 523 de compresión comprende una unidad 518 principal cilindrica del montaje fijado en la pila 503 de electrólisis, un miembro 519 de muelle unido a la unidad 518 principal del montaje, y un tornillo 520 de presión que tiene un extremo asegurado en el recipiente 502 a alta presión para energizar el miembro 519 de muelle. Aunque un conjunto de montaje de compresión se muestra en la Figura 17 para conveniencia de ilustración, una pluralidad de montajes de compresión se disponen simétricamente para comprimir uniformemente la pila 503 de electrólisis. Sin embargo, la pila 503 de electrólisis puede comprimirse por una presión hidráulica excepto la compresión por el miembro de muelle. La pila 503 de electrólisis se forma al laminar una pluralidad de electrodos 507 de doble polaridad. Un pasaje A de descarga de oxigeno y agua natural se proporciona para formar los orificios 509 de penetración sobre la circunferencia exterior de cada electrodo 507 de doble polaridad para comunicar los orificios entre si en la dirección vertical. Los puertos 512 de descarga de oxigeno y agua natural se forman en el lado del ánodo de cada electrodo 507 de doble polaridad para confrontar el pasaje A de descarga de gas, y el oxigeno generado y el agua natural no electrolizados se descargan al exterior del recipiente 502 a alta presión a través del puerto 512 de descarga, el pasaje A de descarga de oxigeno y agua natural y la linea 542 de tubería de descarga de oxígeno. Un puerto 510 de descarga de hidrógeno y agua natural se forma, por otro lado, en la dirección radial para poder descargar directamente el 95 hidrógeno generado del cátodo y penetrar el agua natural en el recipiente a alta presión. Un pasaje B de alimentación de agua natural se forma en el centro de la pila 503 de electrólisis para alimentar el agua natural de electrólisis a través de los orificios 508 de penetración, que se forman en el centro de cada electrodo 507 de doble polaridad para comunicarse entre si en la dirección vertical. Este pasaje B de alimentación de agua natural se conecta a una linea 547 de tubería de alimentación de agua natural para alimentar el agua natural desde el exterior del recipiente 502 a alta presión, y el agua natural se suministra al electrodo 511 poroso a través de los puertos 508a de alimentación de agua natural formados en el lado del ánodo en contacto con el pasaje B de alimentación de agua natural. Un cable 532 de conexión para suministrar una energía eléctrica desde el exterior se conecta a la parte superior de la pila 503 de electrólisis. Aunque la fuerza de compresión sobre la membrana 506 polielectrolítica se ajusta para no aplastar la membrana 506 polielectrolítica para comprimirla con el montaje 523 de compresión, el margen admisible del ajuste es tan estrecho que la membrana polielectrolítica puede aplastarse. Por consiguiente, una hoja anular de un miembro 524 de sello se coloca al exterior de la circunferencia exterior de la 96 membrana 506 polielectrolitica de manera que la membrana 506 polielectrolitica no se aplasta aún aplicando una fuerza de compresión en exceso. Este miembro 524 de sello es nás delgado y más duro que la membrana 506 polielectrolitica y se forma en un anillo que utiliza un material tal como plástico que es excelente en aislamiento eléctrico. Aunque la relación entre el espesor de la membrana 506 polielectrolitica y el espesor del miembro 524 de sello deben ser apropiadas para obtener características de sello, puede confirmarse al sujetar la membrana 506 polielectrolitica y el miembro 524 de sello con electrodos 507 de doble polaridad, y al medir la resistencia eléctrica después de comprimir bajo una presión prescrita. Cuando las características de sello se han decidido para ser inapropiadas , la combinación de la membrana 506 polielectrolitica y el miembro 524 de sello se cambia, o un material de sello con un espesor adecuado se selecciona a partir de los miembros 524 de sello plural que tienen cada uno un espesor diferente para poder seleccionar una combinación con resistencia eléctrica deseable. Es preferible proporcionar un miembro de sello anular alrededor del orificio 508 de penetración que constituye el pasaje B de alimentación de agua natural para mejorar el rendimiento de sello entre el pasaje B de alimentación de agua natural y el electrodo. 97 Por evitar que la membrana 506 polielectrolitica y la hoja del miembro 524 de sello se aplasten por el peso del electrodo 507 de doble polaridad es deseable restringir el número de electrodos 507 de doble polaridad laminados, y para disponer una pluralidad de electrodos laminados como una cascada . El cátodo 504 principal puede estar en continuidad eléctrica con el recipiente 502 de hidrógeno a alta presión al permitir que haga contacto con la tabla 517 de montaje, y el ánodo 505 principal puede aislarse del recipiente 502 de hidrógeno a alta presión. Cuando el recipiente 502 de hidrógeno a alta presión se conecta a la tierra (no mostrada) , el cátodo 504 principal se pone a tierra mientras que el ánodo 505 principal se aisla del potencial a tierra. Consecuentemente, una energía eléctrica se suministra a la pila 503 de electrólisis al conectar una fuente de energía entre una terminal 527 de introducción de corriente y la tierra. El agua natural se suministra desde la línea 547 de tubería de alimentación de agua natural a través de cada puerto 508a de alimentación de agua natural proporcionado en el ánodo en contacto con el puerto B de alimentación de agua natural al electrodo 511 poroso, cuando ninguna energía eléctrica necesaria para la electrólisis del agua se suministra al ánodo principal de la terminal 527 de introducción de corriente a través del cable 532 de conexión. 98 El oxigeno generado por la electrólisis de agua natural y el agua natural no se electroliza se recolectan en el pasaje A de descarga de agua natural y oxígeno que tiene los diversos orificios 509 de penetración a través de cada puerto 512 de descarga, y regresa a un recipiente a alta presión (no mostrado) para almacenar el oxígeno a alta presión a través de la línea 542 de tubería de descarga de oxígeno. El hidrógeno generado en el cátodo y el agua natural penetrada se descargan directamente en el recipiente 502 de presión elevada desde el puerto 510 de descarga, y el agua natural penetrada se descarga desde una línea 548 de tubería de descarga de agua natural y se recolecta en un tanque de agua de desperdicio (no mostrado) . El hidrógeno acumulado en el recipiente 502 de presión elevada se recupera de un puerto 538 de alimentación de hidrógeno formado en el recipiente 502 a alta presión. Es posible reducir la presión diferencial que actúa entre ambos extremos de la membrana 506 polielectrolítica, y la presión diferencial que actúa en el miembro 524 de sello entre los electrodos 507 de doble polaridad y sellados con la membrana 506 polielectrolítica a cero, el controlar la presión de oxígeno de un recipiente a alta presión (no mostrado) para acumular el oxígeno para ser igual a la presión de hidrógeno en el recipiente 502 a alta presión. Normalmente, la presión diferencial entre el hidrógeno y el oxígeno se controla dentro de la resistencia de presión de la pila 503 de electrólisis, para poder proteger a la membrana 506 polielectrolítica de romperse, y para poder evitar que el oxígeno se fugue en el recipiente 502 a alta presión del miembro 524 de sello, aún cuando la presión de hidrógeno acumulada en el recipiente 502 a alta presión ha excedido la resistencia de presión de la pila. La Figura 18 muestra una vista en perspectiva desensamblada de la pila 503 de electrólisis mostrada en la Figura 17. La pila 503 de electrólisis se compone de membranas 506 polielectrolíticas anulares, las diversas hojas anulares de los miembros 524 de sello proporcionadas en la circunferencia exterior de la membrana polielectrolítica, y los diversos electrodos 507 de doble polaridad anular que tiene el mismo diámetro entre sí. Las membranas polielectrolíticas, los miembros de sello y los electrodos de doble polaridad se laminan en la dirección vertical entre el cátodo 504 principal y el ánodo 505 principal. Un puerto 512 de descarga para descargar el oxígeno generado y el agua natural no se electrolizan fuera del recipiente 502 a alta presión que se proporciona en el lado del ánodo de cada miembro y un orificio 510 de descarga para descargar directamente el hidrógeno generado y el agua natural penetrada en el recipiente 502 a alta presión se proporciona en el lado del cátodo de cada miembro. 100 Un orificio 508 de penetración para formar el pasaje B de alimentación de agua natural para alimentar el agua natural de electrólisis se proporciona en el centro de cada miembro excepto que el ánodo 505 principal, y un puerto 508a de alimentación de agua natural para alimentar el agua natural al ánodo se forma dentro de cada electrodo 507 de doble polaridad. Un miembro 505a de sello para sellar la terminal del pasaje B de alimentación de agua natural, y un orificio y un puerto 508a de alimentación de agua natural conectado al orificio, y un puerto 512 de descarga de oxigeno y agua natural se proporcionan en el ánodo 505 principal. Un puerto 510 de descarga se proporciona en la pared lateral de cada electrodo 507 de doble polaridad para poder descargar el hidrógeno generado en el cátodo y el agua natural penetrada en el recipiente 502 a alta presión. Por consiguiente, como es evidente a partir de la Figura 18, el agua natural suministrada desde el pasaje B de alimentación de agua natural formado en el centro del cátodo 504 principal se suministra a cada electrodo 511 poroso en el lado del ánodo desde el puerto 508a de alimentación de agua natural. El oxigeno generado en el ánodo y el agua natural no electrolizado fluye en el pasaje A de descarga de oxigeno desde el puerto 512 de descarga de oxigeno y agua natural, y se recupera en el exterior del recipiente 502 a alta presión a través de la linea 542 de tubería de descarga de oxigeno. 101 El hidrógeno generado en el cátodo y el agua natural penetrada se descarga directamente en el recipiente 502 a alta presión del puerto 510 de descarga de hidrógeno y agua natural . El electrodo 511 poroso comprende una malla de titanio, en ambas caras extremas del mismo que se fijan a la pared interior del electrodo 507 de doble polaridad por soldadura. Las superficies de la malla para poner en contacto la membrana 506 polielectrolitica que tiene el catalizador de platino formado en amblas superficies se termina como una superficie lisa por el pulido, y comprende película de revestimiento de carbono depositada por la deposición de plasma ECR en una superficie de la misma. Cada miembro que constituye la pila 503 de electrólisis en la Figura 18 tiene muescas 522 de colocación en la circunferencia exterior en la dirección axial para poder facilitar el ensamblaje de los miembros. La Figura 19 ilustra un patrón de flujo del agua natural suministrada al ánodo de la pila de electrólisis. Las flechas en el dibujo muestran corrientes de agua natural. El agua natural se suministra desde el pasaje B de alimentación de agua natural proporcionado en el centro del puerto 508a de alimentación de agua natural, y fluye hacia la pared de circunferencia interior del electrodo 507 de doble polaridad al ser propagado con un ángulo de 360°. Las corrientes se 102 a usan, y el agua natural fluye en el pasaje ? de descarga de oxígeno que comprende los orificios 509 de perforación a través de los puertos 512 de descarga de oxígeno y agua natural que se acomodan simétricamente.

Aplicabilídad Industrial De acuerdo con el sistema y método de la invención para generar hidrógeno, el hidrógeno a alta presión requerido como hidrógeno utilizado como energía puede generarse aseguradamente sin utilizar ningún compresor de gas. El hidrógeno puede generarse aún utilizando energías naturales que varían frecuentemente tal como energía solar, permitiendo por consiguiente que la invención manifieste efecto excelente para la conservación del ambiente tal como la prevención del efecto de invernadero por el dióxido de carbono, la eliminación del efecto adverso en la salud humana por los óxidos de nitrógeno y los óxidos de azufre, y la protección de los bosques de la destrucción por la lluvia ácida. El hidrógeno a alta presión producido por la invención es conveniente y eficiente debido a que se almacena y convierte fácilmente en electricidad nuevamente cuando es necesario. Y la invención puede ejercer un efecto excelente en la electricidad obtenida de las energías naturales, por la hidrólisis del agua natural, puede convertirse eficientemente en hidrógeno como fuente de energía limpia que es conveniente 103 para el transporte y almacenaje. Ninguna precaución es necesaria con respecto a la resistencia de presión de PEM misma y miembro de sello de la pila de electrólisis. El desensamble y trabajos de mantenimiento de un compresor de gas se liberan y la contaminación del hidrógeno se elimina, puesto que ningún compresor de gas se utiliza en el sistema. Por consiguiente, la disminución de. la energía de salida generada al convertir hidrógeno en electricidad utilizando la pila de combustible PEM, que es provocada al contaminar el electrodo debido a las impurezas en el hidrógeno y el acortamiento de la vida de servicio de la pila, puede evitarse que se presente. Además, el recipiente de hidrógeno es posible que sea de tamaño pequeño puesto que el hidrógeno se comprime bajo una alta presión, permitiendo por consiguiente reducir los problemas de espacio para la cabina del pasajero provocados al cargar el recipiente de hidrógeno como un tanque de combustible de un automóvil de pila de combustible y acortamiento de la distancia de cruce que se resolverá. Por consiguiente, la construcción de una estación de hidrógeno se vuelve efectiva. Puesto que la pila de electrólisis se construye de manera que se aleja en un recipiente a alta presión bajo una atmósfera de hidrógeno de acuerdo con la invención, los problemas de la corrosión de las partes metálicas tales como los electrodos de la pila de electrólisis, la corriente 104 eléctrica de fuga debido a la disminución de la resistividad adscrita a la energía de disolución del agua natural, y a la contaminación provocada por el liquido eléctricamente aislante se resuelven. Además no existe peligro de generar un gas detonante puesto que el oxigeno y el hidrógeno se almacenan por recipientes separados. El hidrógeno a alta presión puede generarse fácilmente por un método simple de reducir el volumen de oxigeno al 4% o menos del volumen de hidrógeno . De acuerdo con la invención, el hidrógeno y oxigeno generados, y el agua natural se enfrian utilizando una pluralidad de tubos finos ramificados en el recipiente a alta presión. El calor generado por la electrólisis se enfria eficientemente con la pluralidad de tubos finos ramificados al ampliar el área de transferencia de calor para el intercambio de calor mientras que se mejora la conductividad de calor al reducir el espesor de la pared del tubo. Consecuentemente, la pila de electrólisis puede operarse al mantener a una temperatura apropiada para permitir que el hidrógeno a alta presión se genere fácil y eficientemente. De acuerdo con la invención, la pila electrolítica efectivamente puede evitarse que se congele durante el período de parada de electrólisis en la noche en la temporada de invierno al utilizar la misma línea de tubería que se describe en lo anterior, de manera que la temperatura del 105 agua natural en el sistema no disminuye a 0°C o por debajo, particularmente cuando el hidrógeno es generado por la electrólisis de agua utilizando generación de energía solar como una fuente de energía limpia en el futuro. Un orificio pasante ahusado se forma desde el interior del recipiente a alta presión para permitir los diversos tubos finos, que se utilizan para enfriar el hidrógeno y oxígeno generados y el agua natural, para penetrar a través de la pared lateral del recipiente a alta presión, y los orificios pasantes se sellan con núcleos en forma de cuña para permitir que el orificio pasante se selle herméticamente sin soldadura. Además, los tubos finos se ramifican en el recipiente a alta presión para reducir la presión diferencial entre el interior y el exterior de la línea de tubería en la parte de ramificación. Consecuentemente, la resistencia a la presión suficiente de la parte de ramificación puede asegurarse aún al utilizar una hoja delgada. Sin embargo, un material de placas que tiene un espesor óptimo para soldarse puede utilizarse cuando los tubos se unan por soldadura, o las partes de unión de tubo comercialmente disponible puedan utilizarse. De acuerdo con la invención, el efecto de transferencia de calor puede mejorarse utilizando los tubos finos como la línea de tubería de enfriamiento. Los tubos finos pueden procesarse fácilmente en las bobinas sin costura 106 para ensamblar en forma compacta los tubos en el intercambiador de calor aún cuando la linea de tubería sea alargada, permitiendo por consiguiente que las características de intercambio de calor excelentes se obtengan sin provocar problemas de fugas . De acuerdo con la invención, la presión en el recipiente es controlada de manera que la presión diferencial entre el hidrógeno y el oxígeno no excede un nivel dado (una presión permisible de la pila de electrólisis) utilizando agua natural que existe en el recipiente de hidrógeno a alta presión y el recipiente de oxígeno a alta presión para controlar fácilmente la presión prontamente. Además, el hidrógeno a alta presión de 350 atm o más requerido para utilizar la energía de hidrógeno puede generarse fácilmente sólo por la electrólisis del agua sin utilizar ningún compresor . El agua natural utilizada para controlar la presión es penetrada en el lado del cátodo para generar hidrógeno en el recipiente de hidrógeno a alta presión como parte del agua natural suministrada en el lado del ánodo para generar el oxígeno. Por lo tanto, el agua natural se suministra espontáneamente sin suministrar intencionalmente el agua natural. Ya que el agua que se ha descargado como inútil se utiliza eficientemente, ningún equipo especial y operación se necesita para ese propósito, proporcionando por consiguiente 107 el medio de control de presión diferencial efectivo que permite que la presión diferencial se controle por la descarga de una cantidad pequeña de agua natural. Ya que la presión diferencial puede reducirse sin una cantidad más pequeña de agua natural como cuando las presiones de hidrógeno y oxigeno son más altas, un efecto óptimo puede esperarse al aplicar el método para generar hidrógeno a alta presión para utilizarse como energía de hidrógeno . De acuerdo con la invención, el volumen del agua natural en el recipiente de hidrógeno a alta presión se hace más grande que el volumen de la porción donde el oxígeno se almacena en el recipiente de oxígeno a alta presión, y el volumen del agua natural en el recipiente de oxígeno a alta presión se hace más grande que el volumen de la porción donde el hidrógeno se almacena en el recipiente de hidrógeno a alta presión. Consecuentemente, la generación del gas detonante al mezclar el hidrógeno con oxígeno puede evitarse confiablemente . De acuerdo con la invención, el volumen almacenado de oxígeno es controlado para ser 4% o menos del volumen almacenado de hidrógeno para ser capaz de controlar la relación de volumen por debajo del límite explosivo aún cuando se mezclen el oxígeno y el hidrógeno, por medio de almacenar un volumen grande de agua natural y una pequeña 108 cantidad de oxigeno, y un pequeño volumen de agua natural y una gran cantidad de hidrógeno en el recipiente de oxigeno a alta presión y el recipiente de hidrógeno a alta presión, respectivamente. Además, el sistema, donde el volumen de agua natural en el recipiente de hidrógeno a alta presión se hace más grande que el volumen de la porción donde el oxigeno se almacena en el recipiente de oxigeno a alta presión y el volumen del agua natural en el recipiente de oxigeno a alta presión se hace más grande que el volumen de la porción donde el hidrógeno se almacena en el recipiente de hidrógeno a alta presión, evita que el hidrógeno en el recipiente de hidrógeno a alta presión fluya dentro del recipiente de oxigeno a alta presión antes de que el oxigeno en el recipiente de oxigeno a alta presión se haya fugado completamente y el recipiente se vuelva a colocar con agua natural, aún cuando la presión en el recipiente de oxigeno a alta presión se disminuya por la fuga de oxigeno en el recipiente debido al mal funcionamiento o algunos problemas del sistema, y el agua natural en el recipiente de hidrógeno a alta presión sucede que fluye en el recipiente de oxigeno a alta presión. En otras palabras, un accidente para formar el gas detonante puede evitarse, puesto que el oxigeno en el recipiente de oxigeno a alta presión jamás fluye en el recipiente de hidrógeno a alta presión antes de que el hidrógeno en el recipiente de hidrógeno a alta presión se haya reemplazado completamente con el agua 109 natural en el recipiente de oxigeno a alta presión, aún cuando la presión en el recipiente de hidrógeno a alta presión es disminuido por la , fuga de hidrógeno en el recipiente, y el agua natural en el recipiente de oxigeno a alta presión fluye dentro del recipiente de hidrógeno a alta presión . Un medidor de nivel que toma ventaja de una gran diferencia de conductividad eléctrica entre un gas tal como oxigeno y agua natural se utiliza en la invención en lugar del medidor de nivel de tipo flotador convencional. Este medidor de nivel permite que el nivel de agua se detecte estable y precisamente aún cuando la diferencia de densidad entre el oxigeno de presión elevada y el agua natural es pequeña, mientras que elimina el limite de presión de generación de gas provocado por el aplastamiento de un flotador mediante el hidrógeno y oxigeno a alta presión. Una pila de electrólisis laminada de doble polaridad se construye al laminar varios pares de membranas polielectroliticas que tienen capas catalíticas formadas en ambas superficies, y electrodos de doble polaridad que comprenden alimentadores porosos en contacto con ambas superficies de la membrana polielectrolítica . La parte más baja de la pila de electrólisis se coloca en una tabla de montaje proporcionada en el recipiente a alta presión. Y la parte superior de la pila de electrólisis se mantiene al ser 110 comprimida con los montajes de compresión. Consecuentemente, el diámetro de una pila puede reducirse para ser más pequeño que el diámetro del recipiente a alta presión mismo. En particular, aunque el espesor de la pared del recipiente a alta presión debe incrementarse en proporción al cuadrado del diámetro del recipiente, el diámetro de la pila puede reducirse a una proporción de 1/1.5 a 1/2 al eliminar la necesidad de apretar los pernos, o el diámetro del recipiente a alta presión puede reducirse por consiguiente. Como resultado, el espesor de la pared puede reducirse de 1/2 a 1/4 del espesor de la pared del recipiente convencional. Sin embargo, puesto que el área de la porción que contribuye a la electrólisis de la membrana polielectrolitica como una parte que funciona eficientemente de la pila de electrólisis no se reduce al reducir el diámetro de la pila, la eficiencia de la electrólisis puede mejorarse notablemente sin disminuir la capacidad de la electrólisis . El apriete uniforme de la pila de electrólisis se logra fácilmente al utilizar el miembro de compresión que tiene una energía de presurización, permitiendo por consiguiente que la resistencia de presión de la pila sea elevada . En otras palabras, puesto que el extremo superior de la pila de electrólisis se comprime hacia abajo utilizando el miembro de compresión en la invención, el punto para 111 comprimir la pila de electrólisis se cambia hacia el centro de la pila de electrólisis para permitir que la pila de electrólisis se comprima más uniformemente, evitando por consiguiente que el gas se fugue a través del miembro de sello . El agua natural se suministra a través, del pasaje de alimentación de agua natural proporcionado en el centro de la pila de electrólisis en la invención, y el oxigeno generado y el agua natural no electrolizado se toman a través de un pasaje de descarga de oxigeno proporcionado para comunicarse en la dirección vertical en el lado del ánodo dentro del electrodo de doble polaridad. Consecuentemente, una corriente uniforme de agua natural se forma desde el centro de la pila de electrólisis hacia la periferia del mismo, evitando por consiguiente que PEM se caliente localmente, y la resistencia de presión se disminuya por el ablandamiento local de PEM. Puesto que el hidrógeno generado en el cátodo y el agua penetrante se descargan directamente en el recipiente a alta presión desde un puerto de escape de hidrógeno y similar formado en la periferia del lado del cátodo del electrodo de doble polaridad en la invención. Consecuentemente, el diámetro de la pila de electrólisis puede reducirse adicionalmente . Puesto que el alimentador poroso que tiene una 112 superficie pulida se asegura en el electrodo de doble polaridad por soldadura en la invención, PEM puede apretarse uniformemente sin dañarse por las salientes y etapas. Consecuentemente, la resistencia a la presión se evita que disminuya, y las causas principales para reducir la resistencia a la presión tal como la inhibición de características de sello pueden eliminarse. Las causas principales para deteriorar la resistencia a la presión de la pila de electrólisis se excluyen en la invención al emplear la estructura novedosa de la pila de electrólisis como se describe en lo anterior. Por consiguiente, el hidrógeno a alta presión puede generarse establemente mientras gue se mejora la seguridad del proceso. Además, la invención puede ejercer muchos efectos económicos y funcionales de manera que el diámetro del recipiente a alta presión que aloja a la pila de electrólisis se reduce mientras reduce el espesor de la pared del recipiente. El hidrógeno a alta presión obtenido en la invención permite la electrólisis de agua utilizando electricidad generada por la energía natural o al tomar ventaja de la electricidad en exceso en la noche para permitir que el hidrógeno se genere aseguradamente y se almacene para poder suministrar hidrógeno al sitio de uso. Por consiguiente, el hidrógeno puede utilizarse en el sitio a escala pequeña tales como usos domésticos, oficinas y 113 estaciones de gas, asi como en un sitio donde la energía de hidrógeno se almacene y utilice a gran escala. El hidrógeno a alta presión obtenido en la invención también puede utilizarse efectivamente en varios procesos de deposición de películas para formar películas delgadas o gruesas tales como películas como óxido de silicio, varias películas de CVD y películas de crecimiento epitaxial en los procesos de producción de semiconductores convencionales que utilizan hidrógeno, así como en el proceso de tratamiento de calor, prevención de corrosión en líneas de tuberías de agua de enfriamientos en plantas de energía atómica y sistemas de enfriamiento en plantas de energía térmica," y en industrias de cerámica y cerámica fina. Los costos de producción deben ser particularmente económicos para producir hidrógeno para los usos industriales actualmente requeridos . Puesto que el hidrógeno puede almacenarse con un pequeño volumen en la invención, los cilindros de gas a alta presión económicos que se han utilizado convencionalmente para el suministro normal de hidrógeno puede instalarse en un espacio estrecho, en lugar de tanques de contención costosos que requieren un amplio espacio de instalación. Por consiguiente, el hidrógeno puede producirse económicamente utilizando electricidad nocturna económica . Los hechos anteriores indican que la invención es 114 efectiva para utilizar eficientemente la energía obtenida al utilizar electricidad nocturna, sugiriendo que la invención puede contribuir a mejoras del ambiente global tal como la supresión de descarga del dióxido de carbono en el campo de producción de hidrógeno para usos industriales. Aunque la instalación de generadores de hidrógeno en el sitio de la fábrica tiende a incrementarse puesto que la descarga de dióxido de carbono por la transportación de camiones se elimina, la instalación con frecuencia es imposible ya que el volumen de los tanques de almacenaje de hidrógeno para respaldo cuando la generación de hidrógeno se detiene accidentalmente debido a fallas de generación de energía, y el equipo se vuelve demasiado grande. Por consiguiente, la compra de hidrógeno para respaldo ha sido inevitable, lo cual ha sido una causa principal para inhibir el uso amplio del generador de hidrógeno. Sin embargo, puesto que la generación de hidrógeno a alta presión es posible en la invención, el hidrogeno puede almacenarse en cilindros de gas a alta presión económicos que se han utilizado normalmente, y cualquier contramedida especial para el soporte no se necesita. Aunque un tanque regulador para promediar la variación de consumo se necesita cuando el consumo de hidrógeno varía ampliamente con el tiempo, el tanque es costoso mientras que requiere un gran espacio de instalación. 115 Sin embargo, puesto que los cilindros de gas a alta presión económicos que se han utilizado para suministrar hidrógeno normal pueden utilizarse como los tanques reguladores en la invención, la instalación tiene un costo que puede reducirse ampliamente. El efecto de la invención no se restringe a la producción de hidrógeno para usos de energía, y la basta cantidad de ventajas se dan a la producción de hidrógeno para usos industriales.

Claims

116

REIVINDICACIONES 1. Un sistema para generar hidrógeno a alta presión mediante la electrólisis directa de agua natural utilizando una pila de electrólisis que comprende membranas polielectroliticas , en donde una pila de electrólisis dispuesta en un recipiente a alta presión que también sirve como un tanque de almacenaje de hidrógeno generado. 2. Un sistema para generar hidrógeno a alta presión mediante la electrólisis directa de agua natural utilizando una pila de electrólisis que comprende membranas polielectroliticas , en donde una pila de electrólisis dispuesta en un recipiente a alta presión que también sirve como un tanque de almacenaje de hidrógeno generado y agua natural de electrólisis almacenada en otro recipiente a alta presión que se comunica con la pila de electrólisis y sirve como un tanque de almacenaje de oxigeno generado.

3. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 2, que tiene medios de control de presión para controlar una presión diferencial entre la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno y la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar oxigeno a una presión por debajo de la resistencia de presión de la pila de electrólisis. 117

4. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el medio de control de presión se proporciona para ajustar la presión diferencial a una presión por debajo de la resistencia de presión de la pila de electrólisis al permitir que el agua natural se transfiera al cambiar las válvulas en los recipientes conectados a las lineas de tubería que comunican con el agua natural en recipientes a alta presión respectivas .

5. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el medio de control de presión se proporciona en la linea de tubería que comunica con el agua natural en recipientes a alta presión respectivos y ajusta la presión de los recipientes con un controlador de presión que contiene un deslizador que se desliza en respuesta a la presión diferencial del agua natural en recipientes a alta presión respectivos.

6. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3 , en donde recipientes a alta presión para almacenar oxígeno es equipado con medios de control de volumen para controlar el volumen del agua natural almacenada en el recipiente a alta presión para ser más grande que el volumen del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno, y para controlar el volumen de oxígeno 118 para ser 4% o menos del volumen del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno.

7. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el medio de control de volumen comprende por lo menos un medidor de nivel para medir las superficies del agua natural llena en el recipiente a alta presión para almacenar oxígeno, y una válvula de aguja que interbloquea con el medidor de nivel, y el medidor de nivel se proporciona para controlar la superficie del agua natural de manera que el volumen de oxígeno recolectado en el recipiente a alta presión para almacenar oxígeno se vuelve 4% o menos del volumen del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno.

8. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el medidor de nivel comprende electrodos metálicos eléctricamente aislados entre sí y fijados a una abrazadera, y un medidor de resistencia para medir la resistencia eléctrica entre los electrodos y el recipiente a alta presión.

9. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el medidor de nivel comprende un electrodo cilindrico que tiene un electrodo en forma de barra en el centro.

10. El sistema para generar hidrógeno a alta 119 presión de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el medidor de nivel también comprende un electrodo de referencia en forma de barra cubierto con un cilindro eléctricamente aislado excepto la punta del mismo, y un electrodo de referencia cilindrico que tiene el electrodo de referencia en forma de barra en el centro del mismo.

11. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, en donde la pila de electrólisis es una pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad fabricada al laminar una pluralidad de electrodos de doble polaridad que comprenden membranas polielectroliticas que tienen capas catalíticas formadas en ambas superficies de las mismas y electrodos porosos hacen contacto con ambas superficies de la membrana polielectrolítica, la pila de electrólisis de doble polaridad se dispone en una tabla de montaje en el recipiente a alta presión para comprimirse con los montajes de compresión desde arriba de la tabla.

12. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la pila de electrólisis es la pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad que tiene electrodos de doble polaridad que comprenden un pasaje de alimentación de agua natural formado en el centro del electrodo de doble polaridad. 120

13. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la pila de electrólisis es la pila de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad que comprende un pasaje de alimentación de agua natural formado en el centro del electrodo de doble polaridad con un puerto de descarga de oxígeno y agua natural en el lado del ánodo de cada electrodo de doble polaridad y un puerto de descarga para descargar directamente hidrógeno y agua natural dentro del recipiente a alta presión que se forma en el lado del cátodo, y pasajes de descarga de oxígeno y agua natural que se forman verticalmente en la circunferencia exterior de cada electrodo de doble polaridad para hacer contacto con el puerto de descarga de oxígeno y agua natural. 1 . El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde las pilas de electrólisis de tipo multicapa de doble polaridad comprimida se disponen formando una cascada. 15. El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la tabla para montar la pila de electrólisis comprende un puerto de alimentación de agua natural para alimentar agua natural al pasaje de alimentación de agua natural. 16. El sistema para generar hidrógeno a alta 121 presión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el montaje de compresión comprende una unidad principal del montaje fijo en la parte superior de la pila de electrólisis, un muelle acomodado dentro de la unidad principal del montaje, y un tornillo de presión con un extremo mantenido en el recipiente a alta presión para poder energizar el muelle. 1 . El sistema para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde los electrodos de doble polaridad se laminan en una dirección vertical con la cara superior que sirve como un ánodo y la cara inferior que sirve como un cátodo. 18. Un método para generar hidrógeno a alta presión que comprende las etapas de: generar hidrógeno y oxigeno mediante la electrólisis de agua natural utilizando una pila de electrólisis que comprende membranas polielectroliticas y que se dispone en un recipiente a alta presión; almacenar hidrógeno generado en un recipiente a alta presión que comprende la pila de la electrólisis dispuesta en el mismo; y almacenar oxigeno en un recipiente a alta presión para almacenar agua natural de electrólisis junto con el agua natural regresada. 19. El método para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 18, 122 en donda el agua natural se electroliza al ajustar la presión diferencial entre la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno y la presión interior del recipiente a alta presión para almacenar oxigeno y agua natural por debajo de una presión de la resistencia de presión de la membrana polielectrolitica que constituya la pila de la electrólisis. 20. El método para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el volumen de agua natural almacenada en el recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno se controla para ser más grande que el volumen de oxigeno almacenado en el recipiente a alta presión para almacenar oxigeno, y en donde el volumen de agua natural almacenado en el recipiente a alta presión para almacenar oxigeno se controla para ser más grande que el volumen del hidrógeno almacenado en el recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno . 21. El método para generar hidrógeno a alta presión de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el volumen de oxigeno almacenado en el recipiente a alta presión para almacenar oxigeno se controla para estar dentro del 4% del volumen de hidrógeno en el recipiente a alta presión para almacenar hidrógeno.