Brevet FR2469470A1 — publié le 19810522

Dispositif de production d'hydrogène et d'oxygène par décomposition électrçlytique de liteau L'invention concerne un dispositif de production d'hydrogene et d'oxygène par décomposition électrolytique de l'eau. Les besoins énergétiques du monde augmentent tandis que les sources d'énergie de type fossiles diminuent et sont limitées à la fois dans le temps et dans l'espace. C'est la raison pour laquelle une recherche importante de sources nouvelles est entreprise avec l'étude parallèle de moyens d'utilisation. De nombreux chercheurs se sont tournés vers l'étude de techniques nouvelles telles que la fission et la fusion nucléaire tandis que d'autres étudient les moyens d'améliorer des techniques déjà connues qui avaient été plus ou moins abandonnées, telles que celles concernant l'énergie géothermique, l'énergie du vent, des marées, du soleil etc. Le problème capital qui peut se poser en aval de ces techniques réside dans les moyens de stockage et d'utilisation de l'énergie obtenue. I1 est connu d'obtenir de l'éléctricité par transformatiori d'une Energie thermique ou mécanique quelconque. Toutefois, le stockage et/ ou l'utilisation directe de l'électricité posent des problèmes importants et il est souvent nécessaire de prévoir une étape intermédiaire permettant d'obtenir un produit énergétique pratique. L'hydrogène qui peut être liquéfié et stocké constitue un combustible de premier choix pour alimenter par exemple des appareils de chauffage ou pour actionner des moteurs à explosion. Ce combustible présente en outre l'avantage d'une absence de pollution. Il est par exemple particulièrement intéressant d'envisager la fabrication de l'hydrogène à partir d'une centrale électrique dont l'énergie ne provient pas, de préférence, de combustibles fossiles. Une source inépuisable d'hydrogène est constituée par l'eau. C'est pourquoi l'invention propose de préparer de l'hydrogène par décomposition de l'eau à partir de la technique bien connue de l'électrolyse. I1 est en effet bien connu de décomposer l'eau au moyen de deux électrodes alimentées par un courant continu et plongées dans un mélangedeaupure et d'un produit (soude, acide ...) destiné à la rendre conductrice, le mélange obtenu étant dénommé électrolyte. Pour rendre la préparation de l'hydrogène industrielle et permet tre une bonne utilisation de celui-ci, l'invention propose un dispositif complet particulièrement efficace et d'un bon rendement. Le dispositif de décomposition de l'eau par électrolyse selon l'invention est remarquable en ce qu'il comporte au moins deux cuves fermées, alimentées par le même réservoir d'électrolyte et munies chacune d'électrodes, sous forme de plaques, connectées à une source de courant continu et respectivement pour une cuve, dénommée ci-après cuve anode, au pôle positif et pour l'autre cuve, dénommée ci-après cuve cathode, au pôle négatif, tandis qu'au moins la cuve cathode est reliée à un gazomètre à pression réglable par l'intermédiaire d'un dispositif d'aspiration, de filtration et de compression du gaz provenant de ladite cuve de manière telle que l'hydrogène recueilli dans la cuve cathode soit récupéré dans le gazomètre et prêt à être, en aval de ce dernier soit utilisé tel que, soit traité par des moyens convenables, par liquéfaction par exemple, dans le but d'un stockage ou d'une utilisation, de l'oxygène étant récupéré en outre par des moyens semblables ou différents dans la cuve anode. Avantageusement au moins la cuve cathode est reliée au diseosi- tif d'aspiration par un conduit sensiblement tronconique ou pyramidal dont la plus petite section de passage est raccordée audit dispositif. Selon un mode de réalisation préféré, les électrodes de chaque cuve sont formées par une pluralité de plaques pliées en créneaux et disposées les unes à côté des autres, les créneaux étant de préférence opposés deux à deux d'une plaque à l'autre. De préférence dans ce cas les électrodes sont aménagées selon deux séries distinctes de plaques disposées de part et d'autre du plan médian de la cuve, chaque électrode étant connectée à sa propre borne de courant tandis que toutes les bornes sont connectées au pôle correspondant de la source de courant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé dans lequel La figure 1 montre en élévation et en coupe une partie du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale et verticale d'une cuve selon l'invention et la figure 3 est une vue de dessus en coupe horizontale d'une cuve selon l'invention. Le dessin montre schématiquement un réservoir 1 d'électrolyte qui est raccordé par un tube 9 à au moins une cuve 2 et par un tube 9' à au moins une deuxième cuve non représentée. Il est important de noter que l'installation comporte deux séries de dispositifs semblables bien qu'une seule série seulement ne soit représentée. La cuve 2 est raccordée à un dispositif 3, dont le rôle sera décrit ci-après, par l'intermédiaire d'un conduit 4 sensiblement pyramidal. Le dispositif 3 est relié par la conduite 5 å un gazomètre 6. Dans la cuve 2 sont disposées deux séries d'électrodes 7 de part et d'autre du plan médian de ladite cuve. Les électrodes 7 sont formées par des plaques métalliques, en acier inoxydable par exemple, qui sont pliées en créneaux, ces derniers étant opposés deux à deux d'une plaque à l'autre. Chaque électrode 7 est connectée à une borne 7' et toutes les bornes 7' sont connectées électriquement à une source de courant continu, ici au pôle négatif 8 de la source. La deuxième cuve non représentée reliée au réservoir 1 peut être de conception identique, les électrodes étant par contre connectées au pôle positif de la source. Le dispositif 3 est destiné à aspirer, filtrer, comprimer et refouler les gaz récupérés dans la cuve vers le gazomètre 6. Ce dernier permet de maintenir une pression sensiblement constante des gaz récupérés au moyen d'un plateau 10 qui coulisse de manière étanche dans l'enceinte du gazomètre sur un axe vertical 11 tandis qu'un conduit d'air comprimé 12 et un manomètre 13 sont prévus pour fixer la pression désirée. Le fonctionnement de l'ensemble est simple à comprendre. Un courant continu alimente en électricité les cuves et plus particulièrement par son pôle négatif 8 la cuve 2 dénommée cuve cathode et par son pôle positif l'autre cuve semblable (non représentée) dénommée cuve anode . Le réservoir 1 est rempli d'un électrolyte approprié tel que de l'eau pure mélangée à de la soude ou de l'acide sulfurique par exemple. Les électrodes 7 des cuves sont disposées de manière à plonger dans l'électrolyte et il se dégage de manière connue dans la cuve cathode 2 de l'hydrogène et dans la cuve anode de l'oxygène à raison d'une valence gramme pour 96.500 coulombs. L'hydrogène obtenue dans la cuve 2 passe par le conduit approprié 4 grâce à l'aspiration obtenue au moyen du dispositif 3, l'hydrogène étant alors récupéré dans le gazomètre 6. A la sortie 14 du gazomètre 6, l'hydrogène est prêt à être utilisé ou traité. Il est possible en effet de le détendre pour le conduire vers un brûleur où il est mélangé avec de l'air comburant. I1 est possible encore de le liquéfier ou de le stocker autrement pour un usage ultérieur, par exemple comme carburant de moteurs à explosion. En outre, il est clair que l'oxygène récupéré dans l'autre cuve peut également être traité et utilisé à d'autres fins, comme comburant par exemple. De nombreuses variantes et modifications peuvent être imaginées sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple que les cuves peuvent se présenter sous la forme de plusieurs bacs disposés en série et que les électrodes peuvent avoir d'autres formes. REVENDICATIONS 1) Dispositif de production d'hydrogène et d'oxygène par décomposition électrolytique de l'eau caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux cuves fermées, alimentées par le même réservoir d'électrolyte (1) et munies chacune d'électrodes (7), sous forme de plaques, connectées à une source de courant continu et respectivement pour une cuve, dénommée ci-après cuve anode, au pôle positif et pour l'autre cuve, dénommée ci-après cuve cathode (2), au pôle négatif, tandis qu'au moins la cuve cathode est reliée à un gazomètre (6) à pression réglable par l'intermédiaire d'un dispositif (3) d'aspiration, de filtration et de compression du gaz provenant de ladite cuve de manière telle que l'hydrogène recueilli dans la cuve cathode soit ré cupéré dans le gazomètre et prêt à être, en aval de ce dernier, soit utilisé tel que, soit traité par des moyens convenables, par liquéfaction par exemple, dans le but-d'un stockage ou d'une utilisation, de l'oxygène étant récupéré en outre par des moyens semblables ou différents dans la cuve anode. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins la cuve cathode (2) est reliée au dispositif (3) d'aspiration par un conduit (4) sensiblement tronconique ou pyramidal dont la plus petite section de passage est raccordée audit dispositif (3). 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les électrodes (7) de chaque cuve sont formées par une pluralité de plaques pliées en créneaux et disposées les unes à côté des autres, les créneaux étant de préférence opposés deux à deux d'une plaque à l'autre. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les électrodes (7) sont aménagées selon deux séries distinctes de plaques disposées de part et d'autre du plan médian de la cuve, chaque électrode étant connectée à sa propre borne (7') de courant tandis que toutes les bornes sont connectées au pôle correspondant de la source de courant.