NO316882B1 - Fremgangsmate for elektrokatalytisk deoksygenering av sjovann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrokatalytisk fremgangsmåte for deoksygenering av vann fra forskjellige kilder og mer spesielt sjøvann.

Por å bibeholde trykk i oljeavsetninger, spesielt marine avsetninger, og/eller for å forbedre gjenvinning av olje, så injiserer offshore-oljeprodusentene sjøvann inn i avsetningen under utviding. En slik prosess krever at dette vann behandles før injeksjon inn i avsetningen. Av denne grunn blir det generelt først utført en bakterisidal behandling, eksempelvis ved klorering, og deretter utføres en filtrering i flere trinn, for å fjerne eventuelt suspendert materiale som kan forårsake en mulig blokkering i anordningen for injisering av sjøvann, så vel som i avsetningen og i produksjonsbrønnene. Til slutt må det utføres en omhyggelig deoksygenering av sjøvannet etter filtrering, hvis ikke vil det være stor fare for korrosjon av utstyret, med derav følgende finansielle konsekvenser.

De teknikker som konvensjonelt anvendes for den nevnte deoksygenering av sjøvann er stripping med oksygenfrie gasser eller anvendelse av nedsatt trykk. Disse to teknikker har vært vellykkede fordi de gjør det mulig, uten vanskeligheter, å oppnå et restoksygeninnhold i det sjøvann som er av størrelsesorden 50 ppb (1 ppb = 1 x 10"<7> vekt%) .

Disse teknikker har visse iboende ulemper. Det er eksempelvis kjent at stripping med gasser alltid vil surgjøre vannet noe, fordi C02 alltid er tilstede. Ytterligere kan spor av oljer medført i strippegassen, til tross for de mest høyeffektive teknikker for å fjerne oljedråper, representerer blokkeringsproblemer i produksjonsutstyret. Innføring av vakuum-avgassingstårn byr ikke på vanskeligheter av denne type, men har på den annen side ulemper ved at det anvendes roterende maskiner, hvis vedlikehold må sikres og hvis drift krever installasjoner av strukturer som er spesielt kostbare i sjøinstallasjoner.

En teknikk som utviser mange fordeler med hensyn til de ovenfor nevnte teknikker er vist i WO-A-9524360. Denne består i å fjerne oksygenet inneholdt i sjøvannet ved å utføre en katalytisk hydrogenering av vannet, ved hydrogen innført fra en ekstern kilde og i kontakt med en fast katalysator omfattende finfordelt platina i kombinasjon med en granulær bærer av aktivt karbon. Blant de mange fordeler som denne teknikk byr på i forhold til de konvensjonelle teknikker for deoksygenering av sjøvann, kan det spesielt nevnes at anlegget er meget kompakt, fravær av roterende maskiner og fravær av risiko for skumming i kolonner eller fare for blokkering i brønnene, i tillegg kommer det faktum at mengden av nødvendige hydrogen for prosessen er meget liten.

Ved videreføring av forskning innen dette feltet er det funnet at deoksygenering ved katalytisk hydrogenering av sjøvann kan ytterligere utvikles og likevel bringe katalysatoren og sjøvannet i kontakt i en reaktor, slik som er tilfelle for teknikken nevnt i WO-A-9524360, men i dette tilfelle uten ekstern tilsetning av hydrogen og under bibeholdelse av katalysatoren neddykket i vann, og under påvirkning av et elektrisk felt.

US-A-4.527.626 viser en fremgangsmåte for fjerning av oksygen inneholdt, i oppløst tilstand, i saltvann, spesielt sjøvann, hvilken fremgangsmåte innbefatter en elektrolyse av vannet som skal behandles, for å danne hydrogen, og deretter en katalytisk hydrogenering av det oppløste oksygen ved hydrogenet som resulterer fra elektrolysen. Mer spesielt, blir i henhold til fremgangsmåten, vannet som skal behandles filtrert for å fjerne faste bestanddeler suspendert i vannet, det filtrerte vann blir deretter elek-trolysert, idet elektrolysen utføres i en elektrolysecelle omfattende et katodekammer og et anodekammer, adskilt av en fluidum permeabel membran, for å danne hydrogen ved katoden og klor ved anoden i den elektrolytiske celle og til slutt blir vannstremmen satset med hydrogen, som avgår fra katodekammeret i elektrolysecellen og brakt i kontakt med en katalysator basert på et metall fra gruppe VIII i den Peri-odiske Tabell over Elementene, spesielt finfordelt palladium, og således forårsake omsetning av hydrogen med oksygenet som inneholdes i vannet, i kontakt med katalysatoren og således bevirke fjernelse av oppløst oksygen i vannet.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse adskiller seg fra fremgangsmåten beskrevet i US-A-4.527.626 ved at dannelse av det elektriske felt i vannstrømmen og å bringe vannstrømmen, som underkastes virkningen av det elektriske felt, i kontakt med katalysatoren utføres samtidig i det samme reaksjonsvolum ved å anvende en spesiell drift hvor-ved blant annet unngås produksjon av klor. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er mer kompakt enn prosessen i det nevnte US patent for behandling av den samme strømnings-hastighet av vann med den samme grad av deoksygenering og den forbruker mindre elektrisk energi, samt anvender en nedsatt mengde katalysator.

Foreliggende fremgangsmåte vedrører således en fremgangsmåte for elektrokatalytisk deoksygenering av vann fra forskjellige kilder og mer spesielt sjøvann, hvor et elektrisk felt genereres i en vannstrøm som skal behandles og hvor vannstrømmen, som er underkastet virkningen av det elektriske felt, bringes i kontakt med en katalysator for reduksjon av oksygen, der genereringen av det elektriske felt i vannstrømmen og operasjonen av å bringe vannstrøm-men, underkastet virkningen av det elektriske felt, i kontakt med katalysatoren, utføres samtidig i det samme reaksjonsvolum ved å kontinuerlig føre strømmen av vann som skal behandles gjennom et sjikt av katalysatoren, anordnet i katodekammeret i en elektrolysecelle, som omfatter et katodekammer og et anodekammer, og hvor det i katodekammeret er anordnet minst én elektrode som virker som katode hvor det i anodekammeret er anordnet minst én elektrode som virker som anode og som er separert ved hjelp av en vegg som kun er permeabel for kationer, og som setter opp et elektrodepotensial mellom katoden og anoden i den elektrolytiske cellen for å forbruke det oppløste oksygenet i vannstrømmen som behandles i katodekammeret og for delvis å nedbryte en vandig væske inneholdt i anodekammeret, hvori den permeable veggen som separerer anodekammeret fra katodekammeret kun er permeabel for kationer og ved at en ledende vandig oppløsning av en anolyttkomponent bestående av minst én forbindelse valgt fra alkalimetallhydroksider, perklor-, bor-, fosfor-, maur-, eddik-, trikloreddiksyrer og alkalimetall- eller jordalkalimetallsalter av syrene føres kontinuerlig inn i anodekammeret i elektrolysecellen, den vandige oppløsning har en konsentrasjon av anolyttkomponent i området 0,01 - 5 mol/l og ved at et elektrisk potensial etableres mellom katoden og anoden av elektrolysecellen ved å holde det lokale elektrodepotensial i katodekammeret, der oksygenet oppløst i vannstrømmen for behandling konsumeres, ved verdier i forhold til en standard hydrogenelektrode, på mellom +0,3V og -2V, og ved å sikre at potensialet i anodekammeret inntar verdier med hensyn til standard hydrogenelektroden, større enn 0,4V, som tillater å danne en mengde av nedbrutt vandig anolyttkomponent oppløsning passende for å tillate passasje inn i anodekammeret av den nødvendige mengden kationer for å sikre elektrisk nøytralitet av den behandlede vannstrømmen som utgår fra katodekammeret.

Katalysatoren anvendt i foreliggende fremgangsmåte kan omfatte en aktiv fase som omfatter minst ett metall og som er avsatt på en elektrisk bærende leder. Den aktive fase av katalysatoren er fordelaktig basert på minst ett metall valgt fra jern, platina, palladium, rodium og iridium. Bæreren for katalysatoren med den avsatte aktive fase er fremstilt av et materiale som er elektrisk ledende og stabilt under betingelsene ble utøvelse av fremgangsmåten.

Bærematerialet kan passende velges fra produkter såsom aktivt karbon, grafitt, blandinger av aktiv karbon og grafitt, koks, kull og petroleumbek, silisiumkarbid, tungmetall-karbider, såsom Wolfram-karbid, silisiumnitrid, tungmetall-nitrider, såsom Wolfram-nitrid eller metaller og metallegeringer, eksempelvis rustfritt stål.

Bæreren for katalysatoren kan tilveiebringes i forskjellige former, såsom i eksempelvis korn, perler, monolitter, gittere eller mer eller mindre fine pulvere. Det er også mulig å ty til en katalysator bestående hovedsakelig av karbon og spesielt aktivt trekull og som er tilveiebragt i én eller annen av de ovenfor gitte former for å tjene som bærer for den katalytisk aktive fase.

Mengden og vekten av metall eller metallene i katalysatoren med en båret aktiv fase kan variere relativt vidt og eksempelvis ligge i område 0,01-5 vekt% av katalysatoren, fordelaktig 0,05-5 vekt% og mer foretrukket 0,1-2 vekt% av katalysatoren.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan mer spesielt utføres ved å anvende en katalysator basert på finfordelt patina på en granulær bærer av aktivt trekull, slik som vist i WO-A-9.524.360.

Som indikert ovenfor består den anolytiske komponent, tilstede i den ledende vandige oppløsning inneholdt i anodekammeret, av minst én forbindelse valgt fra alkalimetallhydroksider, syrer og alkalimetall- og jordalkalimetallsalter.

Alkalimetallhydroksidene tilsvarer de med den generelle formel MOH, hvor M betyr et alkalimetall, spesielt natrium, kalium eller litium. Mer spesielt velges hydroksidet MOH fra natriumhydroksid og kaliumhydroksid og mer spesielt består det av natriumhydroksid.

Syrene som velges som den anolytiske komponent er en syre-type som må være stabil under driftsbetingelsene i anodekammeret i den elektrolytiske celle og ikke-aggressivt med hensyn til den kationpermeable vegg. Disse syrer kan være uorganiske monosyrer eller polysyrer, såsom eksempelvis perklorsyre, svovelsyre, borsyrer eller fosforsyrer, spesielt ortofosforsyre, eller organiske monosyrer og polysyrer, såsom eksempelvis maursyre, eddiksyre eller trikloreddik-syre.

Alkalimetall- eller jordalkalimetallsaltene kan spesielt være alkalimetall- eller jordalkalimetaller av de ovenfor nevnte syrer og spesielt natrium- eller kaliumsalter av syrene.

I henhold til en foretrukket utførelsesform, blir den anolytiske komponent spesielt valgt fra natrium- eller kaliumhydroksid, ortofosforsyre, perklorsyre og natrium- eller kaliumsalter av disse syrer.

I henhold til oppfinnelsen etableres et potensial mellom katoden og anoden i elektrolysecellen ved å pålegge et potensial i katodekammeret, som omfatter katalysatoren for reduksjon av oksygen, gjennom hvilket passerer vannstrømmen som skal behandles, og et potensial i anodekammeret, gjennom hvilket passerer den vandige oppløsning av den anolytiske komponent, hvilke potensialer, i forhold til en standard hydrogenelektrode (SHE), gis de spesifikke verdier angitt ovenfor. Bibeholdelse av disse potensialer resulterer i at det i katodekammeret blir oppløst oksygen i vann-strømmen forbrukt ved omdannelse til vann, og i anodekammeret dannelse av oksygen og frigivelse av en ekvivalent mengde kationer, som er tilgjengelig for passasje gjennom den kationmembrane vegg og således sikre elektrisk nøytra-litet av strømmen av vann som passerer gjennom katodekammeret .

Når potensialet som pålegges katodekammeret ligger i området 0,3V og -0,3V og fortrinnsvis i området 0,OV og - 0,3V i forhold til en standard hydrogenelektrode (SHE), forbrukes det oppløste oksygen i henhold til total-reaksjonen (I) nedenfor:

Når potensialet som pålegges i katodekammeret ligger i området -2V og -0,3V og fortrinnsvis i området -1.6V og - 0,3V i forhold til SHE, vil forbruket av opplyst oksygen innbefatte reaksjonsligningen (II) nedenfor:

2H+ + 2e~ -» 2 adsorbert H (på katalysatoren)

I anodekammeret vil, for en vandig oppløsning av en alkalisk anolytt komponent, med potensialer større enn 0,4V og mer spesielt i området 0,4V og 2V og spesielt mellom 0,4V og 0,9V i forhold til SHE, definert av hydroksidkonsentra-sjonen, hydroksidionene spaltes med produksjon av oksygen i henhold til det etterfølgende reaksjonsforløp (III) nedenfor :

For en vandig oppløsning av en sur eller nøytral anolytisk komponent, vil reaksjonen i anodekammeret korrespondere med spaltningen av vann med produksjon av oksygen i henhold til reaksjonsskjema (IV) nedenfor:

I henhold til én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse blir oppløsningen av anolyttkomponenten som passerer gjennom anodekammeret ført inn i et lukket kretsløp fra anodekammeret, gjennom et avgasningsområde hvori det befris for oksygen dannet under spaltningen i anodekammeret, i den hensikt å returnere strømmen til anodekammeret. Konsentrasjonen av anolyttkomponenten holdes fortrinnsvis konstant i anodekammeret, eksempelvis ved tilsetning av oppfriskningsmengde av komponenten til den avgassede oppløsning resirku-lert til anodekammeret.

Sirkulasjonen av oppløsningen av anolytisk komponent i anodekammeret blir fortrinnsvis utført motstrøms til beve-gelsen av strømmen av vann som skal behandles og som passe-res gjennom katodekammeret.

Den kation-permeable vegg som separerer katode og anodekammerne kan spesielt være en vegg av en mekanisk separatortype, såsom en keramisk vegg, eller alternativt en vegg av en kationbyttepolymer-membrantype, såsom i eksempelvis en ionevekslemembran av «Nafion»-typen.

Forskjellen i potensial eller spenning etablert mellom katoden og anoden i elektrolysecellen under utøvelse av foreliggende fremgangsmåte kan ha en konstant verdi, eller i motsetning en verdi som varierer som en funksjon av tiden. Det er spesielt mulig å arbeide slik at potensialet varierer syklisk, kontinuerlig eller ikke-kontinuerlig, som en funksjon av tid, dvs. at potensialsignalet pålagt mellom katodene og anodene er en konstant eller intermittent repe-tisjon av et basissignal.

Behandlingen av vannet i elektrolysecellen blir fordelaktig utført ved en temperatur i området 0-50°C og mer spesielt i området 4-30 °.

En egnet anordning for utøvelse av foreliggende fremgangsmåte er av den type som omfatter minst én elektrolysecelle omfattende et katodekammer og et anodekammer, som er separert med kation-permeabel vegg, katodekammeret er forsynt med et innløp forbundet til et rør for innføring av vann som skal behandles og med et utløp forbundet med et rør for utføring av væske, og er forsynt med minst én elektrode egnet for å virke som katode, og anodekammeret er forsynt med et rør for innføring av væske og med et rør for utføring av væske og er forsynt med minst én elektrode egnet for å virke som anode, katodekammeret i elektrolysecellen omfatter ytterligere et sjikt av en katalysator for reduksjon av oksygen som er anordnet mellom innløpet og utløpet av katodekammeret, og hvor katalysatoren består av karbon, spesielt aktivt trekull, eller en katalysator bestående av en aktiv fase som omfatter minst ett metall og som er avsatt på en elektrisk ledende bærer.

Anordningen kan ytterligere omfatte et avgassingskar forsynt med et innløp og med et utløp for væsker og, ved toppen, med et utløp for gasser, hvilke innløp og utløp forbundet henholdsvis med røret for utføring og til røret for innføring av væske til anodekammeret.

Et rør for innføring av oppfriskningsvæske er fordelaktig anordnet som et grenrør på røret for innføring av væske til anodekammeret.

Fortrinnsvis er røret for innføring av væske til anodekammeret i elektrolysecellen anordnet på samme side av cellen som røret for utføring av vann anordnet på katodekammeret, mens røret for utføring av væske fra anodekammeret er på den samme side som røret for innføring av vann anordnet på katodekammeret, med det resultat at vannet som føres gjennom katodekammeret beveges motstrøms til væsken som passerer gjennom anodekammeret.

Elektrodene og tilhørende strømførere anordnet i katode- og anodekammerene i elektrolysecellen kan være fremstilt av et elektrisk ledende materiale som er inert med hensyn til reaksjonsblandingene tilstede i katode- og anodekammerne, kommer eksempelvis grafittpapir eller karbon som strøm-ledere, eller rustfritt stål, som katode. Disse strøm-transporterende elektroder kan fordelaktig være anordnet i form av perforerte eller ikke-perforerte plater eller gitter anordnet prallelle med den kation-permeable vegg som separerer anode- og katodekammerne i elektrolysecellen. Imidlertid, andre anordninger kan også forutses, mer spesielt, selv om mindre effektivt, kan et arrangement hvor de strømtransporterende elektroder er anordnet perpendikulært til den kation-permeable vegg.

Anordningen kan omfatte et antall elektrolyseceller, hver celle omfattende et katodekammer og et anodekammer, hvilke kammere er separert av en kation-permeabel vegg, katodekammeret er forsynt med et innløp forbundet med et rør for innføring av vann som skal behandles og med et utløp forbundet med et rør for utførsel av væske og er utstyrt med minst én elektrode egnet for å virke som katode og anodekammeret er forsynt med et rør for innføring av væske og et rør for utførsel av væske og er forsynt med minst én elektrode egnet for å virke som anode.

Katodekammeret i elektrolysecellen kan omfatte ytterligere et sjikt av en katalysator for reduksjon av oksygen og som er anordnet mellom innløpet og utløpet til katodekammeret, hvilken katalysator består av karbon og spesielt aktivt trekull, eller en katalysator bestående av en aktiv fase som omfatter minst ett metall, og som er avsatt på en elektrisk ledende bærer. I dette tilfelle opererer elektrolysecellene parallelt, rørene for innføring av vann som skal behandles og rørene for utføring av behandlet vann, som henholdsvis er forbundet med innløpene og utløpene til katodekammerne i cellene er forbundet, idet de førstnevnte rør er forbundet med et felles rør for tilførsel av vann som skal behandles, og utløpene er forbundet med et felles rør for utføring av behandlet vann, mens rørene for innfør-ing av væske og rørene for utføring av væske anordnet på katodekammerne i cellene er forbundet henholdsvis til et felles rør for innføring av anodevæske, og utløpsrørene til et felles rør for utføring av anodevæske. Ytterligere kan elektrodene (katodene) i katodekammerne og elektrodene (anodene) i anodekammerne være forbundet, idet katodene kan være forbundet med den negative pol og anodene til den positive pol av en passende strømgenerator. Flercelie-anordningen kan også ytterligere omfatte et avgasningskammer forsynt med et innløp og et utløp for væsker og på toppen med et utløp for gasser, innløpene og utløpene for væskene er henholdsvis forbundet med et felles rør for utførsel og et felles rør for innføring av anodevæske. Et rør for innføring av supplementerende væske kan også anordnes som et grenrør på fellesrøret for innføring av anodevæske.

Hver celle av flercelle-anordningen kan fordelaktig være anordnet i form av et parallellipid med en tykkelse t som er liten i forhold til dens lengde 1 og dens bredde w, den kationpermeable vegg som separerer katode- og anodekammerne hvor cellen er anordnet parallelt med hovedflatene av parallellipidet, mens hovedflaten av hver side av katodekammeret er anordnet for å utgjøre en katode, mens hovedflaten av siden av anodekammeret er for å utgjøre en anode og hvor de parallellipide celler er forenet med hovedflate mot hovedflate, slik at det tilstøtende kammer av to på hverandre følgende celler har den samme natur, dvs. at begge er katodekammere eller begge er anodekammere.

Lengden 1, bredden w og tykkelsen t av hver parallelliptide celle kan velges slik at forholdet w:l ligger i området 0,1:1 og 1:1 og at forholdet t:l ligger i området 0,005:1 og 0,1:1 og mer spesielt i området 0,01:1 og 0,05:1.

Andre egenskaper og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå mer klart ved å lese den følgende beskrivelse av to av dens utførelsesformer under henvisning til de vedlagte tegninger , hvor: Figur 1 viser skjematisk en anordning for utøvelse av oppfinnelsen av den type som utgjøres av en enkelt elektrolysecelle for deoksygenering av sjøvann. Figur 2 viser skjematisk et arrangement av elektroder i katodekammeret som utgjør et alternativ til den ifølge figur l; og Figur 3 viser skjematisk en anordning for utøvelse av oppfinnelsen av den type som omfatter flere elektrolyseceller for deoksygenering av sjøvann.

Under henvisning til figur 1 så omfatter anordningen en elektrolysecelle 1, som danner en elektrokatalytisk reaktor som er anordnet som et parallellipid med hovedflater la og lb, og som er oppdelt av en vegg 2, som er permeabel kun for kationer og anordnet parallell med hovedflåtene, til et katodekammer 3 og et anodekammer 4. Lengden 1, bredden w og tykkelsen t av elektrolysecellen er slik at forholdene w:l og t:l har verdier innenfor de ovenfor angitte områder.

Katodekammeret av cellen er ved dens øvre ende forsynt med et innløp 51 forbundet med et rør 5 for innføring av vann som skal behandles, til røret 5 er det også anordnet en pumpe 6, en temperaturregulator 7 og en strømningsregulator 8, og, ved katodekammerets nedre del er det anordnet et utløp 91 forbundet med et rør 9 for utførsel av behandlet vann.

Katodekammeret 3 omfatter et sjikt av en katalysator for reduksjon av oksygen til vann 10, hvori er neddykket eksempelvis fire elektroder lia, 11b, lic og lid, fremstilt av et materiale egnet for å utgjøre en katode, idet elektrodene eksempelvis er anordnet i form av flate gittere anordnet parallelle med den kation-permeable vegg 2 og utstrekker seg ut av cellen 1 med elektrisk ledende led-ninger, henholdsvis 12a, 12b, 12c og 12d. Disse strømledere er forbundet med hverandre ved hjelp av et egnet sett mot-stander, ikke vist, som muliggjør en rommelig justering av potensiale i katodekammeret til verdier i de ovenfor definerte områder, og under drift, forbundet med den negative pol av en passende strømkilde.

Anodekammeret 4 i elektrolysecellen 1 er ved sin nedre del forsynt med et rør 13 for innføring av en væske, i dette tilfelle en vandig oppløsning av en anolyttkomponent, såsom eksempelvis NaOH, ortofosforsyre, perklorsyre eller alternativt natriumortofosfat eller natriumperklorat, på hvilket rør er anordnet en pumpe 14, en strømningsregulator 15 og en temperaturregulator 16, og er ved dens øvre ende forsynt med et rør 17 for utføring av væske, som i foreliggende tilfelle er den vandige oppløsning av anolyttkomponenten. Anodekammeret er ytterligere forsynt med en elektrode 18 fremstilt av et materiale egnet for å utgjøre en anode, hvilken anode eksempelvis foreligger i form av en plate eller som et flatt gitter anordnet parallelt med den kation-permeable vegg 2 og er plassert i et område ved veggen lb i elektrolysecellen, elektroden 18 utstrekker seg, ut av cellen 1, med en elektrisk strømleder 19 som under drift er forbundet med den positive pol av strømkil-den .

Et avgasningskammer 20 er anordnet med et innløp 21 og et utløp 22 for væsker, i dette tilfelle en vandig oppløsning av anolyttkomponenten og ved toppen er den forsynt med et utløp 23 for gasser, forlenget med et rør 24 for utførsel av gass. Avgasningskammeret 20 er via sitt innløp 21 forbundet med røret 17 for utførsel av væske og tilknyttet anodekammeret via dens utløp 22 til røret 13 for innføring av væske til anodekammeret. En rørledning 25 for innføring av supplementær væske, i dette tilfelle en vandig oppløs-ning av anolyttkomponenten er anordnet som en gren på røret 13 for innføring av væske til anodekammeret oppstrøms for pumpen 14.

Som vist skjematisk i figur 2, som representerer en alternativ form av elektrolysecellen ifølge figur 1, hvor elementene tilsvarende de i figur l er betegnet med det samme referansetall. Elektrodene i katodekammeret 3 i elektrolysecellen 1 utgjøres i dette tilfelle av fem elektroder, nemlig 3la - 31e, også i form av flate gittere fremstilt av et materiale egnet for å utgjøre en katode, men er i dette tilfelle anordnet i katalysatorsjiktet 10, perpendikulært på den kationpermeable vegg 2. Hver av elektrodene av katodetypen 31a - 31e utstrekker seg, ut av elektrolysecellen 1 med strømledere, henholdsvis 32a - 32e, som under drift av anordningen er forbundet med den negative terminal av strømkilden via en felles elektrisk leder 26.

Under henvisning til figur 3 er det vist skjematisk en elektrokatalytisk reaktor 120 i parallellipid form, som utviser to hovedflater 130 og 180 og er oppdelt i fire separate seksjoner 140, 150, 160 og 170 parallelle med hovedflatene 130 og 180 i fem identiske elektrolyseceller i parallellipid form, nemlig cellene 100, 200, 300, 400 og 500, anordnet parallelle og med samme struktur, som tilsvarer strukturen til elektorlysecellen vist i figur 1. Hver elektrolysecelle, henholdsvis 100, 200, 300, 400 og 500, er oppdelt ved hjelp av en vegg parallell med hovedflaten og kun gjennomtrengelig for kationer, og merket henholdsvis 102, 202, 302, 402 og 502, inn i et katodekammer, henholdsvis 103, 203, 303, 403 og 503, og i et anodekammer, henholdsvis 104, 2 04, 3 04, 404 og 504. Lengden 1, bredden w og tykkelsen t i hver av elektrolysecellene 100, 200, 300, 400 og 500 er slik at forholdene w:l og t:l har verdier innen de tidligere angitte områder.

Katodekammeret, henholdsvis 103, 2 03, 3 03, 403 og 503, i hver elektrolytisk celle har ved dens øvre ende et innløp, eksempelvis innløp 51 for katodekammeret 103, forbundet med et rør for innføring av vann som skal behandles, henholdsvis 105, 205, 305, 405 og 505, forbundet med et felles rør 4 0 for tilførsel av vann som skal behandles og er ved dens nedre ende forsynt med et utløp, eksempelvis utløp 91, for katodekammeret 103, forlenget med et rør for utføring av behandlet vann, henholdsvis 109, 209, 309, 409 og 509, og ført sammen til et felles rør 50 for utførsel av behandlet vann.

Det felles rør 40 for tilførsel av vann som skal behandles, er forsynt med en pumpe, en strømningsregulator og en temperatur regulator som ikke er vist. Anodekammeret, henholdsvis 104, 204, 304, 404 og 504, i hver elektrolysecelle er ved sin nedre del forsynt med et rør, henholdsvis 113, 213, 313, 413 og 513, for innføring av en væske, i foreliggende tilfelle en vandig oppløsning av en anolyttkoponent, eksempelvis NaOH, ortofosforsyre, perklorsyre, eller alternativt natriumortofosfat eller natriumperklorat, hvilket rør er forbundet til et felles rør 60 for tilførsel av væsken, og er ved den øvre ende forsynt med et rør, henholdsvis 117, 217, 317, 417 og 517, for utførsel av esken tilstede i anodekammeret. Røret er innspilt i et felles rør 70 for utførsel av anodevæske. Tilførselsrør 60 er forsynt med pumpe, en strømningsregulator og en temperaturregulator, ikke vist.

Hovedflaten 180 av katodekammeret 503 i cellen 500, så vel som separasjonen 140 mellom katodekammerne 103 og 2 03 i cellene 100 og 200, som er forenede, og separasjonen 160 mellom katodekammerne 303 og 403 i cellene 300 og 4 00, som også er forenede, er hver anordnet for å utgjøre en elektrode egnet for drift som en katode, separasjonen 140 er en katode felles for cellene 100 og 200 og separasjonen 160 utgjør en katode felles for cellene 300 og 400.

Likeledes er hovedflaten 130 av anodekammeret 104 i cellen 100, så vel som separasjonen 150 mellom anodekammerne i de forenede celler 200 og 300, og separasjonen 170 mellom anodekammerne i de forenede celler 400 og 500, være anordnet hver til å utgjøre en elektrode egnet for dannelse av en anode. Separasjonen 150 er en anode felles for cellene 2 00 og 300 og separasjonen 170 danner en anode felles for cellene 400 og 500. Katodekammeret henholdsvis 103, 2 03, 303, 403 og 503 av hver celle, henholdsvis 100, 200, 300, 400 og 500, er fylt med et sjikt av en katalysator for reduksjon av oksygen til vann, som ovenfor definert, henholdsvis 110, 210, 310, 410 og 510.

Elektrodene 140, 160 og 180 fungerer som katoder og utstrekker seg ut av de tilhørende celler ved hjelp av strømledere, henholdsvis 131, 132 og 133, som under drift av anordningen er forbundet med den negative terminal av en passende strømkilde. Likeledes er elektrodene 130, 150 og 170 som fungerer som anoder forlenget, ut av de tilhørende celler, med strømledere, henholdsvis 134, 135 og 136, som under drift er knyttet til den positive terminal av en strømkilde.

Et avgasningskammer 20, anordnet med et innløp 21 og med et utløp 22 for væsker, i dette tilfelle en vandig oppløsning av anolyttkomponenten, og som ved den øvre ende er forsynt med et utløp 23 for gassene som utstrekker seg via et rør 24 for utføring av gass, er forbundet via dets innløp 21 til et felles rør 70 for utføring av anodevæske, og, via sitt utløp 22, til et felles tilførselsrør 60. Et rør 25 for innføring av oppfriskningsvæske, i dette tilfelle en vandig oppløsning av anolyttkomponenten, er forsynt som et grenrør til det felles tilførselsrør 60.

Forløpet av fremgangsmåten i anordningen med en enkelt elektrolysecelle i figur 1 eller 2 eller i anordningen med flere elektrolyseceller, som vist i figur 3, kan represen-teres skjematisk som følger: Ved å anvende en passende elektrisk strømgenerator blir en potensiell forskjell etablert mellom katodene og anoden i elektrolysecellen 1 i anordningen ifølge figur 1 eller 2, eller i hver av cellene henholdsvis 100, 200, 300, 400 og 500 i den elektrokatalytiske reaktor 120 i anordningen ifølge figur 3, hvilken potensiell forskjell er egnet til å bibeholde det elektriske potensial i katodekammeret og anodekammeret i hver av elektrolysecellene ved verdier som angitt i de tidligere definerte områder.

Vannet som skal behandles innføres kontinuerlig via et passende rør inn i katodekammeret 3 i elektrolysecellen 1 i anordningen ifølge figur l eller 2, eller i katodekammeret, henholdsvis 103, 203, 303, 403 og 503, i hver av elektrolysecellene, henholdsvis 100, 200, 300, 400 og 500, i den elektrolytiske katalysatorreaktor ifølge figur 3, og føres igjennom katodekammeret holdt ved det passende potensial, i kontakt med katalysatoren tilstede i kammeret, før vannet utføres fra katodekammeret via et utførselsrør tilknyttet dette kammer. En vandig oppløsning av anolyttkomponent, eksempelvis NaOH, ortofosforsyre, perklorsyre eller eventuelt natriumortofosfat eller perklorat, ble kontinuerlig innført via et passende rør inn i anodekammeret 4 i elektrolysecellen 1 i anordningen ifølge figur 1 eller 2, eller inn i anodekammeret, henholdsvis 104, 204, 304, 404, og 504, i hver av elektrolysecellene, henholdsvis 100, 200, 300, 400 og 500, i den katalytiske reaktor 120 ifølge anordningen vist i figur 3, og føres gjennom anodekammeret før den utføres, via et passende rør til avgasningskammeret 20. Oppløsningen blir avgasset i dette kammer før den resirkuleres, om nødvendig etterjustering av konsentrasjonen av anolyttkomponenten ved tilsetning av en oppfriskningsmengde av anolyttkomponenten via røret 25, for å utgjøre oppløsningen av anolyttkomponenten tilført til anodekammeret i hver elektrolysecelle.

Ved det potensial som pålegges katodekammeret i elektrolysecellen, vil oksygen tilstede i vannet som skal behandles, passere gjennom sjiktet av katalysatorfyllingen i katodekammeret, hvori det elektrokatalytisk reduseres til vann og en strøm av deoksygenert vann avtrekkes fra katodekammeret via utførselsrøret. Den ovenfor nevnte reduksjon utføre i henhold til totalskjema (I), hvis potensialet i katodekammeret ligger i området 0,3V og -0,3V i forhold til SHE, eller i henhold til reaksjonsskjema (II), hvis potensialet i katodekammeret ligger i området -2V og -0,3V. Da legemet av katalysatoren er i kontakt med de strømtranspor-terende elektroder, vil legemet av katalysatoren ha en elektrokatalytisk rolle og vil av denne grunn delta i elek-troreduksjonen av oksygen. Denne reduksjon av oksygen forbruker en viss mengde av tilstedeværende protoner i vannet under behandlingen.

Da potensialet pålagt anodekammeret, når dette omfatter en vandig oppløsning av alkalisk (hydroksid) anolytisk komponent, vil en del av OH"-ionene tilstede i kammeret, tilveiebragt av den vandige oppløsning av anolyttkomponenten, omdannes til oksygen i henhold til reaksjonsskjema (III), hvilken oksygen utføres til den vandige oppløsning av anolyttkomponenten som utgår fra anodekammeret og frigis i avgasningskammmeret 20, hvorfra gassen oppsamles via røret 24.

For en vandig oppløsning av sur eller nøytral anolytisk komponent vil frigivelse av oksygen i anodekammeret til-svare en spalting av vann i oppløsningen, i henhold til reaksjonsskjema (IV). Mengden av dannet oksygen i anodekammeret er i det minste lik mengden av oksygen som elektrokatalytisk reduseres i katodekammeret.

Kationene i anodekammeret, som er i overskudd i forhold til mengden nødvendig for å sikre elektrisk nøytralitet for anodevæsken, passere gjennom den kation-permeable vegg i elektrolysecellen, nemlig veggen 2 i cellen 1 i anordningen ifølge figur l eller 2, eller i hver av de kation-permeable vegger, henholdsvis 102, 202, 302, 402 og 502, i elektrolysecellene, henholdsvis 100, 200, 300, 400 og 500, i anordningen ifølge figur 3, og føres inn i katodekammeret hvor de sikrer elektrisk nøytralitet av vannet som beveger seg gjennom katodekammeret i elektrolysecellene.

For å komplettere den gitte beskrivelse skal tre utførel-seseksempler av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gis i det etterfølgende.

EKSEMPEL 1

Forsøk med deoksygenering av sjøvann ble utført ved å anvende en anordning analog med anordningen med en enkel elektrolysecelle vist skjematisk i figur l i de vedlagte tegninger.

Den porøse vegg permeabel kun for kationer som separerte katode- og anodekammerne i elektrolysecellen bestod av en kationbyttemembran av type «Nafion».

Katalysatorfyllingen i katodekammeret i elektrolysecellen bestod av finfordelt platina avsatt, i en mengde på 1 vekt% regnet på katalysatoren, på en bærer dannet av korn av aktivt trekull med en spesifikk overflate, bestemt ved B.E.T. nitrogenabsorpsjonsmetoden på 1200 m<2>/g. Det finfor-delte platina var tilstede i overflatelaget av kornene og utviste en dispersjon D lik 35 %. Som indikert i WO-A-9.524.360, er dispersjonen D av platina i katalysatorkor-nene definert som å være forholdet mellom antallet platinaatomer på overflaten av kornene i forhold til det totale antall platinaatomer inneholdt i kornene.

Elektrodene av katodetypen innført i katalysatorsjiktfyl-lingen i katodekammeret i elektrolysecellen var fremstilt av grafittpapir, mens elektrodene anordnet i anodekammeret i cellen var fremstilt av rustfritt stål.

Sjøvann omfattende en oksygenmengde lik 8 x IO"<4> vekt% ble behandlet for å gi behandlet sjøvann med et oksygeninnhold lik 20 x 10"<7> vekt%.

Sjøvannet som skulle behandles ble innført i katodekammeret i elektrolysecellen og utført fra kammeret med en strøm-ningshastighet på 500 x IO<3> kg/t. Den vandige oppløsning av anolyttkomponenten sirkulerte i anodekammeret i elektrolysecellen bestod av en vandig NaOH-oppløsning med en konsentrasjon på 0,5N, hvilken oppløsning ble innført og utført fra anodekammeret med en strømningshastighet på 25.000 kg/t.

Det elektriske potensial etablert mellom katoder og anode i elektrolysecellen ga et potensial mellom +0.1V og -1,2V, med hensyn til SHE, i katodekammeret. Temperaturen i elektrolysecellen ble holdt ved 15°C under behandlingen.

Som en første sammenligning ble en deoksygenering av sjø-vann, identisk med det som ble innført i den elektrolytiske behandling i henhold til oppfinnelsen, også utført til det ovenfor nevnte innhold lik 20 x IO"<7> vekt% ved å anvende en katalytisk hydrogenering med hydrogen slik som angitt i W0-A-9.524.360, i nærvær av en katalysator identisk med den som ble brukt i forsøkene i henhold til oppfinnelsen.

Som en andre sammenligning ble deoksygeneringen av sjøvann, identisk med det innført i den elektrokatalytiske behandling i henhold til oppfinnelsen i en utført, opp til det nevnte oksygeninnhold lik 20 x 10"<7> vekt%, idet deoksygeneringen ble utført som indikert i US-A-4 .527.62.6, dvs ved først å elektrolysere sjøvannet i en elektrolysecelle, i den hensikt å produsere hydrogen nødvendig for hydrogener-ingen, og deretter bringe vannstrømmen omfattende hydrogenet i kontakt med en hydrogeneringskatalysator inneholdt i en reaktor adskilt fra elektrolysecellen og i serie med sistnevnte, idet katalysatoren var identisk med katalysatoren anvendt i de andre forsøk.

Driftsbetingelsene for de forskjellige forsøk er gjengitt i den etterfølgende tabell.

Undersøkelse av innholdet i tabellen viser at den elektrokatalytiske fremgangsmåte for deoksygenering av sjøvann i henhold til oppfinnelsen er mer effektiv enn fremgangsmåten for deoksygenering ved katalytisk hydrogenering i henhold til WO-A-9.524.360 eller deoksygeneringsprosessen ifølge US-A-4.527.626 under anvendelse av elektrolyse av vannet, etterfulgt av katalytisk hydrogenering, i den forstand at for å oppnå det samme restoksygennivå i det behandlede sjøvann så vil den foreliggende fremgangsmåte anvende mar-kant mindre mengde katalysator enn de to kjente prosesser og den forbruker, i tillegg mindre elektrisk energi enn fremgangsmåten ifølge US-A-4.527.626.

CE = columbisk effektivitet

EKSEMPEL 2

Et forsøk med deoksygenering av sjøvann ble utført under anvendelse av en anordning analog med anordningen med en enkelt elektrolysecelle, vist skjematisk i figur 1 i tegningene.

Den porøse vegg permeabel kun for kationer som separerte katode- og anodekammerne i elektrolysecellen bestod av en kationbyttemembran av type «Nafion».

Katalysatorfyllingen i katodekammeret i elektrolysecellen bestod av korn av aktivt trekull med den midle diameter på 2,5 mm og utviste et spesifikt overflateareal, bestemt ved B.E-T. nitrogenadsorpsjonsmetoden, lik 750 m<2>/g.

Elektrodene av katodetypen, innført i katalysators]iktfyl-lingen i katodekammeret i elektrolysecellen, ble fremstilt av grafittpapir, mens elektrodene anordnet i anodekammeret i cellen var fremstilt av titan dekket med en blanding av oksyd av ruthenium og titan i en andel på 20 m<2>/g av elektroden.

Sjøvann inneholdende oksygen i en mengde på 8 x IO"<4> vekt% ble behandlet for å gi behandlet sjøvann med et oksygeninnhold lik 20 x IO"<7> vekt%.

Sjøvannet som skulle behandles ble innført i katodekammeret i elektrolysecellen og utført fra dette med en strømnings-hastighet på 500 x IO"<3> kg/t. Den vandige oppløsning av anolyttkomponenten som sirkulerte gjennom anodekammeret i elektrolysecellen bestod av en vandig oppløsning av perklorsyre (HCIOJ med en konsentrasjon på 0,1 mol/l, hvilken oppløsning ble innført og utført fra anodekammeret med en strømningshastighet på 25.000 kg/t.

Det elektriske potensial etablert mellom katoden og anoden i elektrolysecellen ble holdt ved et potensial lik -0,850V, med hensyn til SHE, i katodekammeret. Temperaturen i elektrolysecellen ble holdt ved 11°C under behandlingen.

De spesielle driftsbetingelser er gjengitt i det etterføl-gende :

• temperatur : n °c

EKSEMPEL 3

Et forsøk med deoksygenering av sjøvann ble utført ved å anvende en anordning analog med anordningen med en enkelt elektrolysecelle vist skjematisk i figur l.

Den porøse vegg permeabel kun for kationer som separerte katode- og anodekammerne i elektrolysen bestod av en kationbyttemembran av «Nafion»-typen.

Katalysatorfyllingen i katodekammeret i elektrolysecellen bestod av finfordelt platina avsatt, i en mengde på 1 vekt% regnet på katalysatoren, på en bærer av grafittkorn med en midlere diameter på 2,5 mm og som utviste et spesifikt overflateareal, bestemt med B.E.T. nitrogenadsorpsjonsmetoden, lik 1 m<2>/g.

Elektrodene av katodetypen, innført i katalysatorsjiktfyl-lingene i katodekammeret i elektrolysecellen var fremstilt av grafittpapir, mens elektrodene anordnet i anodekammeret i cellen var fremstilt av titan belagt med en blandet oksid av ruthenium og titan i en andel på 20 m<2>/g av elektroden.

Sjøvann inneholdende en mengde oksygen lik 8 x 10"<*> vekt% ble behandlet for å gi behandlet sjøvann med et oksygeninnhold lik 20 x IO"<7> vekt%.

Sjøvannet som skulle behandles ble innført i katodekammeret i elektrolysecellen og utført fra kammeret med en strøm-ningshastighet på 500 x IO<3> kg/t. Den vandige oppløsning av anolyttkomponenten som sirkulerte mellom anodekammeret i elektrolysecellen bestod av en vandig oppløsning av ortofosforsyre (H2P04) med en konsentrasjon på 0,4 mol/l, opp-løsningen ble innført og utført fra anodekammeret med en strømningshastighet på 25.000 kg/t.

Det elektriske potensial etablert mellom katodene og anoden i elektrolysecellen ga et potensial lik -0,550V, i forhold til SHE, i katodekammeret. Temperaturen i elektrolysecellen ble holdt ved 11°C under behandlingen.

De spesifikke driftsbetingelser er gjengitt i det etterføl-gende :

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for elektrokatalytisk deoksygenering av vann fra forskjellige kilder og mer spesielt sjøvann, hvor et elektrisk felt genereres i en vannstrøm som skal behandles og hvor vannstrømmen, som er underkastet virkningen av det elektriske feltet, bringes i kontakt med en katalysator for reduksjon av oksygen der genereringen av det elektriske feltet i vannstrømmen og operasjonen av å bringe vannstrøm-men, underkastet virkningen av det elektriske feltet, i kontakt med katalysatoren, utføres samtidig i det samme reaksjonsvolum ved å kontinuerlig føre vannstrømmen som skal behandles gjennom et sjikt av katalysatoren anordnet i katodekammeret i en elektrolysecelle, som omfatter et katodekammer og et anodekammer og hvor det i katodekammeret er anordnet minst én elektrode som virker som katode, og hvor det i anodekammeret er anordnet minst én elektrode som virker som en anode og som er separert ved hjelp av en vegg som er permeabel for kationer, og som setter opp et elektrodepotensial mellom katoden og anoden i den elektrolytiske cellen for å forbruke det oppløste oksygenet i vannstrømmen som behandles i katodekammeret og for delvis å nedbryte en vandig væske inneholdt i anodekammeret, fremgangsmåten er karakterisert ved at den permeable veggen som separerer anodekammeret fra katodekammeret kun er permeabel for kationer og ved at en ledende vandig oppløsning av en anolyttkomponent bestående av minst én forbindelse valgt fra alkalimetallhydroksider, perklor-, bor-, fosfor-, maur-, eddik-, trikloreddiksyrer og alkalimetall- eller jordalkalimetallsalter av syrene føres kontinuerlig inn i anodekammeret i elektrolysecellen, den vandige oppløsning har en konsentrasjon av anolyttkomponent i området 0,01 - 5 mol/l og ved at et elektrisk potensial etableres mellom katoden og anoden av elektrolysecellen ved å holde det lokale elektrodepotensial i katodekammeret, der oksygenet oppløst i vannstrømmen for behandling konsumeres, ved verdier i forhold til en standard hydrogenelektrode, på mellom +0,3V og -2V, og ved å sikre at potensialet i anodekammeret inntar verdier med hensyn til standard hydrogenelektroden, større enn 0,4V, som tillater å danne en mengde av nedbrutt vandig anolyttkomponentoppløsning passende for å tillate passasje inn i anodekammeret av den nødvendige mengden kationer for å sikre elektrisk nøytrali-tet av den behandlede vannstrømmen som utgår fra katodekammeret .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at katalysatoren omfatter en aktiv fase som omfatter minst ett metall, og som er avsatt på en elektrisk ledende bærer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den aktive fase av katalysatoren er basert på minst ett metall valgt fra platina, palladium, rhodium, iridium og jern.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at mengden av metall eller metallene i katalysatoren utgjør 0,01 - 5 vekt% regnet på katalysatoren.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at mengden av metall eller metaller i katalysatoren utgjør 0,05 - 5 vekt%, og mer spesielt 0,01 - 2 vekt% regnet på katalysatoren.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 2 - 5, karakterisert ved at den ledende bærer av katalysatoren er fremstilt av et materiale valgt fra aktivt trekull, grafitt, silisiumkarbid, tungmetallkarbider, silisiumnitrid, tungmetallnitrider, blandinger av aktiv trekull og grafitt, koks, kull eller petroleumbek, eller metaller og metallegeringer, særlig rustfritt stål.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at katalysatoren består i det vesentlige av karbon, spesielt aktivt trekull.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 7, karakterisert ved at katodepotensialet ved hvilken katalysatoren bibeholdes ligger i området 0,0V og -1,0V i forhold til en standard hydrogenelektrode.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 8, karakterisert ved at anodepotensiale med hvilken den vandige oppløsning av anolyttkomponenten i anodekammeret holdes ved 0,4V og 2V, i forhold til en standard hydrogenelektrode.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at konsentrasjonen av anolyttkomponenten i den vandige oppløsning ligger i området 0,05 - 2 mol/l.

11. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 - 10, karakterisert ved at den vandige oppløs-ning av anolyttkomponenten beveges i en lukket krets fra anodekammeret i elektrolysecellen og føres gjennom et avgasningsområde, hvor oppløsningen befris for oksygen som oppløses under spaltningen i anodekammeret, for deretter å føre oppløsningen tilbake til anodekammeret.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at konsentrasjonen av anolyttkomponenten holdes konstant i anodekammeret ved tilsetning av en oppfriskningsmengde av anolyttkomponenten til den avgassede oppløsning som resirkuleres til anodekammeret .

13. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 - 12, karakterisert ved at anolyttkomponenten velges fra natriumhydroksid, kaliumhydroksid, perklorsyre, ortofosforsyre, samt natrium- eller kaliumsalter av disse syrer.

14. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-13, karakterisert ved at den kationpermeable vegg er en vegg av mekanisk separatortype, såsom en keramisk vegg, eller alternativt en vegg av kationbyttepolymer-membrantypen.

15. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-14, karakterisert ved at behandlingen av vannet i elektrolysecellen utføres ved en temperatur i området 0 - 50 °C, og mer spesielt 4 - 30 °C.

16. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-15, karakterisert ved at differansen i potensial eller spenning som etableres mellom katoden og anoden i elektrolysecellen har en konstant verdi eller en verdi som varierer som en funksjon av tiden.

17. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-16, karakterisert ved at differansen i potensial eller spenning etablert mellom katoden og anoden i elektrolysecellen varierer cyklisk, kontinuerlig eller ikke-kontinuerlig som en funksjon av tiden.