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公開番号2025102827
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2025044749,2022542115
出願日2025-03-19,2021-01-08
発明の名称電解装置を用いて水素及び酸素を生成する方法
出願人エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング,SMS group GmbH
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C25B 15/02 20210101AFI20250701BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】導入された電気的エネルギーと比して水素及び酸素の収量を向上することができる、水素及び酸素の生成のための方法を提供する。
【解決手段】本発明は、アノード(3)を備えた少なくとも一つのアノード室(2)及びカソード(5)を備えた少なくとも一つのカソード室(4)を含む電解装置(1)を用いた水素及び酸素の生成のための方法であって、前記の少なくとも一つのアノード(3)及び前記の少なくとも一つのカソード(5)には、変調電流が通電され、そして少なくとも一つのパルスパターン(13)から形成される規定のパルスパターンシーケンス(12)の使用下に、電解装置(1)内での水素及び酸素の生成が行われる、前記方法である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アノード（３）を備えた少なくとも一つのアノード室（２）及びカソード（５）を備えた少なくとも一つのカソード室（４）を含む電解装置（１）を用いた水素及び酸素の生成のための方法であって、前記の少なくとも一つのアノード（３）及び前記の少なくとも一つのカソード（５）には、変調電流が通電され、そして少なくとも一つのパルスパターン（１３）から形成される規定のパルスパターンシーケンス（１２）の使用下に、電解装置（１）内での水素及び酸素の生成が行われる、前記方法。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記変調電流が、少なくとも一つのパルス整流器（１１）によって提供され、前記少なくとも一つのパルス整流器（１１）の負極には、前記の少なくとも一つのカソード（５）が、正極には、前記の少なくとも一つのアノード（３）が電気的に接続されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の少なくとも一つのパルス整流器（１１）が、中央制御ユニット（１４）と電気的に接続され、前記中央制御ユニット（１４）を介して、生成プロセスが制御及び／または調節される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルスパターンシーケンス（１２）の前記の少なくとも一つのパルスパターン（１３）が、前記中央制御ユニット（１４）から前記の少なくとも一つのパルス整流器（１１）に伝送される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスパターンシーケンス（１２）の前記の少なくとも一つのパルスパターン（１３）が、パルス持続時間を介して規定された少なくとも一つのカソードパルス、及び少なくとも一つのパルス休止時間を含む、請求項１～４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記カソードパルスのパルス持続時間が２００μｓから５００ｍｓまでである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
二つの連続するカソードパルス間のパルス休止時間が、カソードパルスの０．０１倍から１０倍までの範囲である、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
電解装置（１）が、膜式電解装置として構成されている、請求項１～７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
少なくとも一つのパルスパターン（１３）から形成された規定のパルスパターンシーケンス（１２）を使用して電解装置（１）中で水素及び酸素を生成するための、変調電流の使用。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解装置を用いて水素及び酸素を生成するための方法、並びに電解装置中で水素及び酸素を生成するための変調電流の使用に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
水素の生成、特に水の電気分解による水素の生成は、気候変動に関する論争及びカーボンニュートラルを達成する努力の過程で、益々重要となっている。
【０００３】
水素を生成するためまたは所謂エコ燃料の製造のためには、典型的には、電解装置、例えば直流電流を用いて作動されるＰＥＭ型電解装置が使用され、この際、サイリスタ技術が用いられる。
【０００４】
この場合の欠点は、技術水準から既知の方法における比較的低い効率である。
【発明の概要】
【０００５】
それ故、本発明は、導入された電気的エネルギーと比して水素及び酸素の収量を向上することができる、水素及び酸素の生成のための方法を提供するという課題に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、前記の課題は、請求項１に記載の特徴を備えた方法によって解消される。
【０００７】
アノードを備えた少なくとも一つのアノード室及びカソードを備えた少なくとも一つのカソード室を含む電解装置を用いた水素及び酸素の生成のための該方法によれば、前記の少なくとも一つのアノード及び前記の少なくとも一つのカソードには、変調電流が通電され、そして少なくとも一つのパルスパターンから形成される規定のパルスパターンシーケンスの使用下に、電解装置内での水素及び酸素の生成が行われることが企図される。
【０００８】
この際、前記のパルスパターンシーケンスは、単一のパルスパターンから及び／またはパルスパターンライブラリーからの少なくとも二つもしくは多数の異なるパルスパターンの組み合わせから形成することができる。
【０００９】
同様に、本発明は、少なくとも一つのパルスパターンから形成された規定のパルスパターンシーケンスの使用下での、電解装置中で水素及び酸素を生成するための変調電流の使用を企図する。
【００１０】
本発明によれば、電解装置は、変調電流を用いて作動する。この際、水素の収量が、慣用の直流電解の場合よりも、使用した電力と比して大きいことが図らずしも判明した。少なくとも一つのパルスパターンから形成される規定のパルスパターンシーケンスを使用することによって、電解装置の効率を顕著に改善することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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