Электролизер

 

Изобретение относится к электрохимической технологии и может применяться для разложения жидкости, преимущественно водного раствора, с целью производства водорода. Цель достигается тем, что электролизер выполнен в виде отдельных катодной и анодной камер, в которых размещены соответственно катодный и анодный электроды, а вторая пара электродов выполнена в виде одного общего короткозамкнутого электрода из оксидно-рутениевого материала, не реагирующего с кислородом, причем крепление короткозамкнутого электрода выполнено с возможностью погружения его в жидкость и подъема из нее. 1 ил.

Изобретение относится к электрохимической технологии и может применяться для разложения жидкости, преимущественно водного раствора, с целью производства водорода.

Существуют электролизеры для разложения воды в присутствии фонового электролита для получения водорода.

Недостатком их является то, что электролизер составлен из отдельных биполярных ячеек, состоящих из двух биполярных электродов и пористой диафрагмы, разделяющей внутреннюю полость ячейки на анодное и катодное пространства. Поэтому из-за проницаемой диафрагмы электролиз водного раствора и выделение катодного и анодного продуктов происходит по сути дела в одном и том же пространстве, т.е. происходит взаимопроникновение продуктов разложения. Поэтому получаемый водород в существующем электролизере имеет низкую степень чистоты, что усугубляется и побочной реакцией в объеме электролита, а также загрязнением электролита волокнами асбестовой диафрагмы. Все эти негативные явления приводят к необходимости применения сложных устройств для очистки продуктов разложения.

Цель изобретения повышение степени чистоты получаемого водорода.

Эта цель достигается тем, что электролизер дополнительно снабжен парами электродов как одно целое из оксида рутения, размещенных в соседних анодной и катодной камерах и являющихся проводниками электрического тока между камерами и установленных с возможностью их перемещения.

На чертеже приведен эскиз предлагаемого электролизера в разрезе.

Электролизер состоит из следующих узлов: 1 корпус камеры, 2 катодное пространство, 3 катодный электрод, 4 общий для катодного и анодного пространств оксидно-рутениевый электрод, 5 непроницаемая для электролита и, соответственно, для электрического тока разделительная и изолирующая перегородка, 6 анодный электрод, 7 анодное пространство.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Подаваемый в электролизер водный раствор различается в раздельных камерах на водород и кислород, чтобы исключить побочные электрохимические реакции /или значительно уменьшить их/ на аноде в катодной камере, а значит и повысить степень чистоты получаемого водорода. Проводником электрического тока между катодной и анодной камерами /пространствами/ 2 и 7 служит цельный общий для катодного и анодного пространств с раствором электрод 4, выполненный из оксидно-рутениевого материала, нереагирующего с кислородом. Значительно ослаблена и побочная реакция в объеме электролита в виду того, что катодное пространство от анодного отделено изолирующей перегородкой, непроницаемой для электролита и разрывающей электрическую цепь между этими пространствами. На чертеже перегородка показана под цифрой 5. Кроме того, отсутствие пористых асбестовых диафрагм также исключает загрязнение электролита, а значит и водорода волокнами асбеста.

При необходимости электролит может циркулировать перемещаясь между электролизером и сепараторами, в которых газообразные продукты электролиза отделяются от жидкости, присоединяясь к водородопроводу и кислородопроводу. В предлагаемом электролизере получаемый кислород так же обладает высокой степенью чистоты. Само собой разумеется, что высокая степень чистоты продуктов электролиза, получаемых в предлагаемом электролизере, исключает необходимость в сложных устройствах для очистки продуктов электролиза.

Электрод 4, выполненный из оксида рутения, сконструирован подвижным и позволяет регулировать процесс электролиза, погружая его в электролит или поднимая из него и контролируя изменения величины удельного сопротивления электролита, зависящего от температуры, а также и перенапряжения водорода и кислорода на электродах, также зависящего от температурного режима электролита.

С целью повышения производительности электролизер может быть составлен из нескольких десятков или сотен отдельных изолированных друг от друга анодных и катодных камер, проводниками электрической связи между которыми будут подвижные пары электродов из оксида рутения, в этом случае удешевится и упростится электрическая связь между камерными пространствами, так как отпадет необходимость ошиновки над электролизерами и монтажа кабельных каналов.

Формула изобретения

Электролизер, содержащий аноды и катоды, разделенные изолирующей неэлектропроводной перегородкой с образованием анодных и катодных камер, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен парами электродов из оксида рутения, соединенных между собой, размещенных в соседних анодных и катодных камерах и установленных с возможностью перемещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1