Brevet FR2771106A1 — publié le 19990521

La présente invention concerne un module polyélectrolytique solide pour électrolyser de la vapeur dans une atmosphère en utilisant une membrane de polyélectrolyte solide, conductrice d'ions, et pour dériver pour l'utilisation d'une nouvelle fonction par utilisation des propriétés du produit électrolytique, ou, spécifiquement, une configuration de module qui permet de réduire les dimensions d'un corps principal de module ou d'un système de source d'énergie électrique à courant continu. En outre, l'invention concerne un appareil polyélectrolytique solide qui dérive des caractéristiques favorables du module polyélectrolytique solide à un degré maximal et assure la stabilité de fonctionnement du module polyélectrolytique solide. Les figures 14 et 15 sont une vue en coupe longitudinale illustrant une configurant globale et une vue en coupe longitudinale illustrant l'état éclaté, respectivement, d'un appareil d'électrolyse à membrane polyélectrolytique solide, qui électrolyse de l'eau en utilisant une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène, tel que décrite dans la publication de brevet non examiné japonais No. 8-134679. Sur les figures 14 et 15, un appareil d'électrolyse à membrane électrolytique solide 1 a une structure dans laquelle une pluralité d'unités de membrane d'électrolyte solide 8 en forme de disques sont agencées de telle façon que les électrodes de la même polarité soient en regard les uns des autres, chacune des unités de membrane électrolyte solide 8 comprenant une membrane d'électrolyte solide 2 en forme de disque, des distributeurs ou chargeurs d'énergie électrique poreux 3 et 4 attachés aux deux surfaces de la membrane 2, une plaque d'anode 5 en forme de disque et une plaque de cathode 6 disposée à l'extérieur des distributeurs ou alimentateurs 3 et 4, et des organes d'étanchement ou de scellement 7 comportant chacun un joint d'étanchéité en 2 I l2771106 forme de disque, attaché à l'extérieur des plaques d'électrode 5 et 6. La membrane d'électrolyte solide 2 et les autres organes, bien qu'étant en forme de disques, peuvent être de forme rectangulaire. En disposant les unités de membrane d'électrolyte solide 8, avec les côtés de la même polarité disposés en regard les uns des autres, une pièce d'écartement isolante 9 en matière plastique est insérée entre deux unités de membrane d'électrolyte solide adjacente 8. A l'extérieur des unités de membrane d'électrolyte solide 8, des plaques 10 en un un acier inoxydable sont prévus aux deux extrémités. Un canal d'alimentation en eau pure 11 pour amener de l'eau pure au distributeur d'énergie poreux 3 sur le côté d'anode de l'unité de membrane d'électrolyte solide 8 et un canal de sortie d'oxygène 12 pour évacuer le gaz d'oxygène sont prévus dans l'appareil d'électrolyse à membrane d'électrolyte solide 1. De façon similaire, un canal de sortie d'hydrogène 13 pour évacuer le gaz d'hydrogène des distributeurs d'énergie poreux 4 sur le côté de cathode dans l'unité de membrane d'électrolyte solide 8 est également prévu. Les plaques d'électrode sont électriquement reliées à un fil extérieur 14 pour alimenter les distributeurs d'énergie en énergie. Dans l'appareil d'électrolyse à membrane d'électrolyte solide 1 ayant la configuration décrite ci-dessus, l'eau pure est amenée par un système d'alimentation en eau pure (non représenté), à travers un canal d'amenée d'eau pure 11 au distributeur d'énergie poreux 3 sur le côté d'anode de l'unité de membrane d'électrolyte solide 8. L'eau pure ainsi amenée est électrolysée sur le côté d'anode de l'unité de membrane d'électrolyte solide 8 pour provoquer la réaction suivante: 2H20 -> 02 + 4H + 4e 3 2771106 pour produire ainsi du gaz d'oxygène. De l'eau et du gaz d'oxygène sont évacués du distributeur d'énergie poreux 3 par le canal 12, et le gaz d'oxygène est ainsi recueilli. Du côté cathode de l'unité de membrane + d'électrolyte solide 8, d'autre part, du H engendré sur le côté d'anode passe à travers la membrane d'électrolyte 2 et provoque la réaction suivante: 4H + 4e - 2H2 Ceci produit du gaz hydrogène. Le gaz hydrogène est évacué du distributeur d'énergie poreux 4 à travers le canal de sortie d'hydrogène et recueilli. De l'eau est électrolysée grâce aux opérations sus-mentionnées pour obtenir de l'hydrogène et de l'oxygène. L'énergie nécessaire pour l'électrolyse est amenée par le fil externe par l'intermédiaire des plaques d'électrode 5 et 6 aux alimentateurs ou distributeurs d'énergie poreux 3 et 4. L'appareil électrolyse à membrane d'électrolyte solide connu est ainsi un appareil devant être utilisé lorsque de l'eau doit être électrolysée en hydrogène et oxygène et n'est pas destinée à électrolyser de la vapeur contenue dans l'air. La présente invention a pour but d'électrolyser de la vapeur contenue dans l'air pour dériver et utiliser des nouvelles fonctions en utilisant les propriétés du produit électrolytique, et de proposer des modules polyélectrolytiques solides, mécaniquement forts et compacts et peu coûteux, qui sont appropriés à de telles fins. De plus, l'invention propose un appareil de polyélectrolyse solide qui dérivé les propriétés électrolytiques du module polyélectrolytique solide au degré le plus large, et assure des fonctionnements tables. Pour atteindre le but sus-mentionné, selon un aspect de la présente invention, on propose un module 4 2771106 polyélectrolyte solide comprenant une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés de façon à former une voie d'air entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents, à un état o des écarteurs qui au moins en partie servent de zones de contact conductrices sont interposés entre ceux-ci, respectivement chacun des éléments polyélectrolytiques solides étant formé par fixation par thermocompression d'électrodes poreuses aux deux surfaces d'une membrane à polyélectrolyte solide conductrice d'ions hydrogène, respectivement; o la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés sont électriquement reliés les unes aux autres en série de façon qu'une électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement reliée à une électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent à celui-ci sur un côté, par l'intermédiaire de la région de contact conductrice de l'écarteur, et l'autre électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides est électriquement reliée à l'autre électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur l'autre côté par la région conductrice de l'écarteur, et dans lequel les voies d'air formées entre les éléments polyélectrolytiques solides adjacents les uns aux autres ayant une configuration telle qu'un écoulement d'air le long d'une surface d'anode et un écoulement d'air le long d'une surface de cathode soient formés séparément et indépendamment lors de l'application d'une tension continue à un espace entre une électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à une extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à l'autre extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides. Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un appareil à polyélectrolyte solide 2771106 comprenant: un module polyélectrolytique solide comportant une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés de façon à former une voie d'air entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents dans un état o des écarteurs qui au moins en partie servent de régions de contact conductrices sont interposées entre ceux-ci, respectivement, chacun des éléments polyélectrolytiques solides étant formé par adhésion par thermocompression d'électrodes poreuses aux deux surfaces d'une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène, respectivement; dans lequel la pluralité des éléments polyélectrolytiques solides empilés sont électriquement reliés les uns aux autres en série de façon qu'une électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytique solide soit électriquement relié à une électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent à celui-ci, sur un côté, par la région de contact conductrice de l'écarteur, et l'autre électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement relié à l'autre électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent à celui-ci sur l'autre côté, par la région conductrice de l'écarteur; et dans lequel les voies d'air formées entre les éléments polyélectrolytiques solides adjacents les uns aux autres ont une configuration telle qu'un écoulement d'air le long d'une surface d'anode et un écoulement d'air le long de la surface de cathode soient séparément et indépendamment formées lors de l'amenée d'une tension continue à un espace entre une électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à une extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à l'autre extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides; et un circuit de dérivation ayant une configuration de circuit dans laquelle le circuit de dérivation est 6 2771106 électriquement connecté en parallèle entre une électrode poreuse et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide, et un courant à front raide s'écoule lorsque la tension entre les deux électrodes poreuses dépasse une valeur de tension prédéterminée. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective utilisant un module à polyélectrolyte solide d'un premier mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un élément polyélectrolytique solide utilisé dans le module polyélectrolytique solide du premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée illustrant le module polyélectrolytique solide du premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective illustrant un module polyélectrolytique solide d'un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une vue en perspective illustrant un module à polyélectrolyte solide d'un troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue en perspective illustrant un élément polyélectrolytique solide utilisé dans le module polyélectrolytique solide du troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une vue en perspective éclatée illustrant le module polyélectrolytique solide du troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 8 est une vue en perspective illustrant un appareil polyélectrolytique solide d'un quatrième mode de réalisation de l'invention; 7 2771106 - la figure 9 est une vue en perspective éclatée illustrant un appareil polyélectrolytique solide du quatrième mode de réalisation de l'invention; - la figure 10 est un schéma de circuit illustrant un circuit de dérivation utilisé dans l'appareil polyélectrolytique solide selon le quatrième mode de réalisation de l'invention; - la figure 11 est un schéma illustrant les propriétés électriques du circuit de dérivation utilisé dans l'appareil polyélectrolytique solide selon le quatrième mode de réalisation de l''nvention; - la figure 12 est un diagramme illustrant les caractéristiques tension-courant de l'élément polyélectrolytique solide utilisé dans l'appareil polyélectrolytique solide selon le quatrième mode de réalisation de l'invention; - la figure 13 est une vue en perspective éclatée illustrant un appareil polyélectrolytique solide selon un cinquième mode de réalisation de l'invention; - la figure 14 est une vue en coupe longitudinale illustrant une configuration globale d'un appareil d'électrolyse à membrane polyélectrolytique solide pour électrolyser de l'eau en utilisant une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène; et - la figure 15 est une vue en coupe longitudinale illustrant un état éclaté de l'appareil d'électrolyse à membrane polyélectrolytique solide conventionnelle pour électrolyser de l'eau en utilisant la membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène. Les modes de réalisation de la présente invention seront maintenant décrits en se référant aux dessins. Premier mode de réalisation Sur la figure 1, un module polyélectrolytique solide 50 a une configuration dans laquelle une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides 51 sont 8 2771106 empilés, avec certains intervalles maintenus par des écarteurs ou intercalaires 52, et forment un corps intégral en étant compressés à partir des deux extrémités dans la direction d'empilage. Des voies d'air 53a et 53b pour le passage de l'air sont formées entre les éléments polylélectrolytiques solides 51 formés aux intervalles par les écarteurs 52. Les écarteurs 52 sont agencés en croix aux deux extrémités des éléments polyélectrolytiques solides 51 de façon que l'air s'écoule en passant à travers les voies d'air adjacentes 53a et 53b de façon orthogonale. Les écarteurs 52 sont préparés par fixation de plaques métalliques conductrices 52b sur les surfaces de blocs isolants rectangulaires 52a réalisées, par exemple, en un matériau plastique et agencés de façon que, lorsque les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont placés avec les écarteurs 52 entre eux, les éléments polyélectrolytiques solides supérieur et inférieur soient électriquement reliés par les plaques métalliques conductrices 52b. L'écarteur 52 peut être formé par un conducteur électrique tel qu'une barre de carbone. Sur la figure 1, 57 est une source d'énergie électrique à courant continu, et les flèches B et C représentent des écoulements d'air. Une configuration de l'élément polyélectrolytique solide 51 sera maintenant décrite en se référant à la figure 2. L'élément polyélectrolytique solide 51 est réalisé sous forme d'une membrane composite par fixation par thermocompression d'une paire d'électrodes poreuses 54a et 54b aux deux surfaces d'une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène , qui est sélectivement traversée par des ions hydrogène (protons). Des contacts électriques 56a et 56b sont attachés, par exemple par soudage, respectivement aux deux extrémités des électrodes poreuses 54a et 54b 9 2771106 de façon à venir en contact électrique avec les électrodes poreuses. Les électrodes poreuses 54a et 54b sont thermiquement reliées par pression aux deux surfaces de la membrane polyélectrolytique solide 55, selon des angles droits, et les contacts électriques 56a et 56b sont disposés de façon à faire saillie des quatres côtés de la membrane polyélectrolytique solide 55. Une couche de catalyseur métallique à base de platine, non représentée, est formée sur l'interface de connexion entre les électrodes poreuses 54a et 54b et la membrane polyélectrolytique solide 55, pour assurer une activité élevée de la réaction électrolytique sur les surfaces d'électrode. Des électrodes poreuses 54a et 54b sont faites en titane expansé plaqué de platine, par exemple. L'électrode poreuse 54b sur le côté de cathode peut être faite en une fibre de carbone non tissée. Un film de NAPHION (marque enregistrée de Du Pont Compagnie), et utilisé comme membrane polyélectrolytique solide 55. La connextion électrique entre les éléments polyélectrolytiques solides 51 sera maintenant décrite en se référant à la figure 3. Les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont empilés tout en maintenant des écarteurs 52 formant une voie d'air 53a (53b) entre leurs deux extrémités. Les écarteurs 52 sont disposés aux deux extrémités de l'élément polyélectrolytique solide 51 de façon à établir une direction de façon alternante dans la direction d'empilement, bien que seulement l'écarteur 52 sur un côté est représenté sur la figure 3 pour simplifier l'illustration. Les contacts électriques 56a et 56b attachés aux électrodes poreuses 54a et 54b sont électriquement reliés à la plaque métallique conductrice 52b de l'écarteur 52 pendant le processus d'empilage. Les éléments sont reliés électriquement en série de façon que la cathode de l'élément disposé en amont vienne en contact avec l'anode de l'élément disposé en aval, et l'anode de l'élément disposé en amont vienne en contact avec la cathode de l'élément disposé en aval. L'écoulement de courant est orienté de la manière représentée par la flèche A de façon que les anodes ou les cathodes soient en regard de celles de la même polarité par l'intermédiaire des écarteurs 52 entre des étages des éléments polyélectrolytiques solides 51. Il en résulte que l'écoulement d'air s'écoulant entre les anodes de la manière montrée par la flèche B et l'écoulement d'air s'écoulant entre les cathodes comme cela est montré par la flèche C se croisent à des angles droits. les écoulements d'air s'écoulant entre les mêmes électrodes forment des écoulements dans la même direction. Les fonctionnements du module polyélectrolytique solide 50 seront maintenant décrits. Les éléments polyélectrolytiques solides 51 formant le module polyélectrolytique 50 maintiennent la membrane polyélectrolytique solide 55 permettant le passage sélectif des ions hydrogène (protons) entre les électrodes poreuses 54a et 54b et sont formés comme membrane composite par fixation par thermocompression des électrodes poreuses 54a et 54b par l'intermédiaire d'une couche de catalyseur accélérant la réaction électrolytique avec la membrane polyélectrolytique solide 55. Les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont reliés à une source d'énergie continue 57 de façon que le côté déshumidifié sert de côté d'anode et le côté humidifié sert de côté de cathode. Lorsque l'énergie est appliquée par la source d'énergie à courant continu à l'espace entre l'électrode poreuse 54a sur la côté d'anode et l'électrode poreuse 54b sur le côté de cathode, de la vapeur contenue dans l'air sur le côté d'anode est électrolysé. Une molécule d'eau est 11 2771106 décomposée par la réaction selon la formule (1), produisant de l'oxygène, avec une diminution de l'humidité: + côté d'anode: 2H20 -> 02 + 4H + 4e (1) De plus, avec les ions hydrogène se déplaçant du côté d'anode à travers la membrane polyélectrolytique solide 55 au côté de cathode, de 1 à 3 molécules d'eau se déplacent du c6té d'anode au coté de cathode. En raison de la consommation de molécules d'eau sur le côté d'anode, l'humidité diminue de ce fait et de l'air sec est disponible. Des ions hydrogène (H) produits sur le côté d'anode, lors de la réaction électrolytique sus- mentionnée, passent à travers la membrane polyélectrolytique solide 55 et atteignent la cathode. Les électrons (e) atteignent, d'autre part, la cathode à travers le circuit externe, et consomment de l'oxygène sur le côté cathode selon la réaction de la formule (2) pour engendrer de l'eau. Côté cathode: 02 + 4H + 4e - H20 (2) Ceci humidifie l'écoulement d'air sur le côté de cathode pour fournir de l'air humide. Des actions sus-mentionnées résultent que l'écoulement d'air montré par la flèche B s'écoulant à travers la voie d'air 53a formé par les anodes opposées du module polyélectrolytique soluble 50 est déshumidifié pour devenir un écoulement d'air sec parce que la vapeur contenue dans l'air est consommée par l'électrolyse. En reliant la voie d'air par exemple à un espace fermé prédéterminé, non représenté, il est possible d'obtenir un espace sec. L'écoulement d'air représenté par la flèche C s'écoulant à travers la voie d'air 53b composée des cathodes opposées les unes aux autres est humidifié, d'autre part, pour devenir de l'air humide parce que l'oxygène est consommé, en générant de la vapeur. Les écoulements d'air montrés par les flèches B et C forment 12 2771106 des écoulements orthogonaux se croisant mutuellement à des angles droits si bien que ces écoulements dérivent de l'air de différentes directions, respectivement, et les voies soient exemptes d'un virage ou d'un coude à l'intérieur du module, pour réduire les pertes de pression. L'énergie nécessaire pour les réactions électrolytiques exprimée par les formules sus- mentionnées (1) et (2) est fournie par la source d'énergie à courant continu 57. Etant donné que tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont montés en série, la fourniture d'une quantité de courant envoyée à un seul élément polyélectrolytique solide 51 au module polyélectrolytique solide 50 permet l'accomplissement des réactions électrolytiques sus-mentionnées pour l'ensemble des éléments. La tension de source de la source d'énergie à courant continu prend une valeur résultant de la multiplication de la tension imposée à un seul élément polyélectrolytique solide 51 par le nombre des éléments montés en série. Etant donné que la tension imposée à un élément polyélectrolytique solide 51 est d'environ 2 volts, et si le nombre d'éléments montés en série est supposé d'être de N, alors une source d'énergie à courant continu ayant une valeur de tension de source d'environ 2N V pourrait être connectée. En général, la taille de la source d'énergie à courant continu dépend essentiellement de la capacité de courant de celle-ci. La réduction des dimensions de la source d'énergie à courant continu est ainsi accomplie en reliant tous les éléments polyélectrolytique solide 51 en série et en minimisant la quantité de courant envoyé au module polyélectrolytique solide. Selon le premier mode de réalisation, comme cela a été décrit ci-dessus, lorsqu'une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides 51 sont empilés et pressés par l'intermédiaire des écarteurs 52 ayant des plaques 13 2771106 métalliques conductrices 52b, il est formé une surface de réaction électrolytique tridimensionnel, sur laquelle les électrodes opposées 54a et 54b forment une surface d'électrode de la même polarité. Des voies d'air 53a et 53b sont formées sur chaque côté de polarité, et des éléments 51 sont électriquement montés en série. Il est ainsi disponible un module polyélectrolytique solide qui permet une simplification de l'ensemble du module et de la connexion électrique, une réduction au minimum de la valeur de courant fourni et une réduction des dimensions du système d'alimentation en énergie électrique. Second mode de réalisation Dans un second mode de réalisation de l'invention, une pluralité d'organes de support en forme de feuilles plates 58 est insérée à des intervalles égaux entre les éléments polyélectrolytiques solides 51 en parallèle avec les écarteurs 52 pour maintenir un espace entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents 51, comme cela est montré sur la figure 4. Pour tous les autres aspects, le second mode de réalisation a la même configuration que celle du premier mode de réalisation sus-mentionné. Etant donné que la tension agit entre des éléments polyélectrolytiques solides opposés 51, l'organe de support 58 comprend une plaque isolante en un matériau plastique. Dans le module polyélectrolytique solide sus- mentionné 50 du premier mode de réalisation, seulement les extrémités des surfaces des éléments polyélectrolytiques solides 51 sont supportés par les écarteurs 52. Lorsqu'il y a une différence de pression d'actionnement entre l'écoulement d'air B sur le côté d'anode et l'air d'écoulement C du côté de cathode, une pression de surface agit alors sur les surfaces de l'élément 51 et peut occasionner une déformation. Dans le module polyélectrolytique solide 50A de ce second mode de réalisation, cependant, dans lequel les organes de support 58 sont agencés sous forme d'un treillis d'espace, les surfaces des éléments polyélectrolytiques solides 51 sont supportés, de façon linéaire, en augmentant ainsi la résistance mécanique. De ce fait, même si il y a une différence de pression de fonctionnement entre l'écoulement d'air B du côté d'anode et l'écoulement d'air C du côté de cathode, ou même lors de la manifestation d'une déformation partielle ou une vibration mécanique, la déformation des surfaces d'élément est inhibée, en permettant ainsi la prévention d'un accident de rupture occasionné par une déformation des surfaces d'élément. Les organes de support 58, en étant arrangés le long de l'écoulement d'air, n'affectent nullement l'écoulement de l'air et ne pourraient produire une stagnation de l'écoulement d'air. A ce propos, le nombre des organes de support 58 est limité au nombre minimal nécessaire pour qu'une stagnation de l'écoulement d'air sur les surfaces de réaction électrolytique des éléments polyélectrolytiques solides 51 n'affecte jamais la réactivité électrolytique. Dans le second mode de réalisation, la pluralité des organes de support 58 en forme de feuille est insérée à des intervalles égaux entre les éléments polyélectrolytiques solides 51, en parallèle avec les écarteurs 52, en supportant ainsi, de façon linéaire, toutes les surfaces des éléments polyélectrolytiques solides 51. Un effet similaire peut être obtenu également en prévoyant une pluralité d'organes de support en forme de petits disques, uniformément entre les éléments polyélectrolytiques solides 51 et en supportant toutes les surfaces des éléments polyélectrolytiques solides à plusieurs points. 2771106 Troisième mode de réalisation Dans les premier et second modes de réalisation sus-mentionnés, lorsqu'on établit un module polyélectrolytique solide 50 ou 50A comme cela est montré sur les figures 1 et 4, les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont empilés à l'aide des écarteurs 52 à des intervalles prédéterminés pour former les voies d'air 53a et 53b. Une surface de réaction électrolytique de forme carrée est formée par arrangement des écarteurs 52 aux deux extrémités des éléments polyélectrolytiques solides 51 dans une forme de treillis d'espace. Il en résulte que deux côtés adjacents de la surface de réaction électrolytique présentent la même longueur, ce qui empêche l'obtention d'un module plus mince. Dans ce troisième mode de réalisation on peut obtenir un module polyélectrolytique solide qui est en mesure de satisfaire aux exigences d'un module de forme mince. La figure 5 est une vue en perspective illustrant le module polyélectrolytique solide du troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 6 est une vue en perspective illustrant l'élément polyélectrolytique solide utilisé dans le module polyélectrolytique solide du troisième mode de réalisation de l'invention; et la figure 7 est unevue en perspective éclatée illustrant le module polyélectrolytique solide du troisième mode de réalisation de l'invention. L'élément polyélectrolytique solide 59 du troisième mode de réalisation a les mêmes fonctions électrochimiques que l'élément polyélectrolytique solide sus-mentionné 51. Plus particulièrement, comme cela est montré sur les figures 6, une paire d'électrodes poreuses 54a et 54b est thermiquement connectée sous pression avec une membrane polyélectrolytique solide 55, conductrice d'ions hydrogène entre celle- ci et est ainsi fixée aux deux surfaces de la membrane polyélectrolytique solide 55. La connexion thermique 16 2771106 sous pression, c'est-à-dire la fixation par thermocompression est réalisée de façon qu'un côté de chacune des paires d'électrodes poreuses 54a et 54b fasse saillie de l'autre côté de la membrane polyélectrolytique solide 55, respectivement, et l'autre côté est décalé sur la surface de façon à exposer la surface de la membrane polyélectrolytique solide 55. La membrane composite ainsi formée est pliée dans la direction de la flèche D au centre pour former un élément polyélectrolytique solide 59 en forme d'un U. Les contacts électriques 56a et 56b peuvent être attachés aux deux faces d'extrémité des électrodes poreuses 54a et 54b en faisant saillie de la face d'extrémité de la membrane polyélectrolytique solide 55. L'écarteur 60 est fabriqué de façon que des contacts électriques 60b soient disposés le long des surfaces d'extrémité des deux côtés d'un cadre isolant Oa en forme d'un U, respectivement, et les deux extrémités de celui-ci soient exposées sur la surface et l'arrière du cadre isolant 60a. D'autre part, l'écarteur 63 est fabriqué de façon qu'un contact électrique 60b soit disposé le long de la surface d'extrémité sur un côté d'un autre cadre isolant 63a en forme d'un U, respectivement, et les deux extrémités de celui-ci sont exposées sur la surface et l'arrière du cadre isolant 63a. Le module polyélectrolytique solide 50B du troisième mode de réalisation est préparé en arrangeant une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides 59 en forme d'un U de façon à tourner les côtés pliés de ceux- ci vers la même direction, comme cela est montré sur la figure 7, en insérant un écarteur 60 entre des surfaces opposées, comme résultat du pliage de chaque élément polyélectrolytique solide 59, en insérant en outre un écarteur 63 entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents 51, et en comprimant celle-ci à partir des deux extrémités dans la 17 2771106 direction d'empilage, pour former ainsi le module, de façon intégral. Des organes 64 de formation de voie d'air isolant sont insérés entre des surfaces des éléments polyélectroytiques solides opposés au centre sur la face d'ouverture des écarteurs 60 et 63. Le côté de fond 60c de l'écarteur 60 est inséré pour s'adapter à la portion pliée de l'élément polyélectrolytique solide en forme de U 51, et les écarteurs 60 et 63 sont agencés de façon que les côtés d'ouverture alternent. Une voie d'air 53a est formée par l'espace entre les surfaces opposées, comme résultat du pliage de l'élément polyélectrolytique solide 59 et de l'écarteur , et une voie d'air 53b est formée par l'espace entre les surfaces opposées d'éléments polyélectrolytiques solides adjacents 59 et l'écarteur 63. Les contacts électriques 66a et 66b formés sur les électrodes poreuses 54a et 54b de l'élément polyélectrolytique solide 59 sont électriquement reliés au contact électrique 60b et 63b des écarteurs 60 et 63 pendant le processus d'empilage des éléments. La cathode de l'élément situé en amont est reliée à l'anode de l'élément situé en aval, en série, et autrement l'anode de l'élément disposé en amont est relié à la cathode de l'élément disposé en arrière, en série, de façon qu'une surface de réaction électrolytique côté anode et une surface de réaction électrolytique côté cathode configurées en forme d'onde soient sur les côtés de la même polarité, respectivement. Par exemple en appliquant un courant dans la direction de la flèche A sur les figures 5 et 7, une connexion électrique est établie de façon que la surface de réaction électrolytique côté anode soit en regard de la face supérieure de papier, et la surface de réaction électrolytique côté cathode soit en regard du côté inférieur du papier. Dans le module polyélectrolytique solide 50B ayant la configuration telle que décrite ci-dessus, comme cela est montré sur les figures 5, les organes de formation 18 2771106 de voie d'air 64 sont attachés aux centres d'ouverture des écarteurs 60 et 63 et du courant est amené dans la direction de la flèche A en formant ainsi un canal d'air 53a sur le côté anode au-dessus de la surface de papier. Lorsque de l'air est amené le long de la flèche B, comme dans le premier mode de réalisation sus-mentionné, de la vapeur dans l'air est consommée par l'électrolyse sur la base de la réaction électrolytique montrée par la Formule (1), en réduisant ainsi l'humidité de l'air en air séché. Le canal d'air 53b sur le côté cathode est formé sous la surface de papier. Lorsque de l'air est envoyé le long de la flèche C, de l'oxygène dans l'air est alors consommé lors de la réaction électrolytique exprimée par la Formule (2), en produisant de la vapeur et en amenant l'écoulement d'air de devenir de l'air humide. Etant donné que tous les éléments polyélectrolytiques solides 59 sont montés en série, la réaction électrolytique est réalisée pour tous les éléments par l'envoi de la quantité de courant envoyée à un seul élément polyélectrolytique solide 59, au module polyélectrolytique solide 50B, et la réduction des dimensions de la source d'alimentation à courant continu est obtenue en réduisant la quantité du courant envoyée au module polyélectrolytique solide 50B. Selon le troisième mode de réalisation, tel que décrit ci-dessus, lorsque l'empilage et la compression de la pluralité des éléments polyélectrolytiques solides 59 à l'aide des écarteurs 60 et 63, il est formé une surface de réaction électrolytique tridimensionnelle sur laquelle les électrodes poreuses opposées 54a et 54b forment une surface d'électrode de la même polarité. En même temps, le canal d'air 53a ou 53b est formé sur chaque polarité, et les éléments 59 sont montés électriquement en série. Comme dans le premier mode de réalisation sus-mentionné, de ce fait, il est disponible un module polyélectrolytique solide qui permet une simplification de l'assemblage et de la connexion électrique du module, une réduction de la valeur du courant amené et une réduction des dimensions du système d'alimentation en énergie électrique. Etant donné que le module polyélectrolytique solide 50B est formé par empilage des éléments polyélectrolytiques solides plies 59, avec des écarteurs et 63 entre ceux-ci, le module a une épaisseur moitié de la largeur de l'élément polyélectrolytique solide 59, ce qui permet de satisfaire à l'exigence d'un module plus mince. Pour le troisième mode de réalisation sus- mentionné, la description a couvert un cas dans lequel les éléments polyélectrolytiques solides 59 pliés en forme d'un U, avec des écarteurs 60 entre eux, sont agencés en séries avec des écarteurs 63 entre eux. La forme de l'élément polyélectrolytiques solides n'est pas limitée à la forme d'un U, mais un arrangement en forme d'un W ou un arrangement en séries des éléments pliés en une pluralité de plis avec des écarteurs 60 entre des plis et en outre avec des écarteurs 63 entre des éléments est également faisable. Quatrième mode de réalisation La figure 8 est une vue en perspective illustrant un appareil polyélectrolytique solide selon un quatrième mode de réalisation de l'invention; et la figure 9 est une vue en perspective éclatée, illustrant l'appareil polyélectrolytique solide selon le quatrième mode de réalisation de l'invention; seulement des écarteurs 52 sont montrés sur la figure 9 pour simplifier l'illustration. Sur les figures 8 et 9, l'appareil polyélectrolytique solide 100 est composé d'un module polyélectrolytique solide 50 et d'une unité de dérivation électrique 101. L'unité de dérivation électrique 101 comporte des circuits de dérivation 102 2771106 d'un nombre égal à celui des éléments polyélectrolytiques solides qui composent le module polyélectrolytique solide 50. Les circuits de dérivation 102 sont reliés avec des lignes de connexion 103 aux plaques métalliques conductrices 50b des écarteurs 52 insérés entre les éléments polyélectrolytiques solides 51, et disposés électriquement en parallèle par rapport aux éléments polyélectrolytiques solides 51. Comme cela est montré sur la figure 10, le circuit de dérivation 102 comprend un transistor 104, une diode insérée dans une direction positive par rapport au courant de base, une résistance 106a ajustant le courant collecteur, une résistance 106b ajustant le courant de base et une résistance 106c d'ajustement du courant d'émetteur. Un circuit collecteur-émetteur du transistor 104 est relié à la plaque métallique conductrice 52b de l'écarteur 52 prévu entre des étages de façon à être relié avec des lignes de connexion 103a et 103b aux électrodes poreuses 54a et 54b de chaque élément polyélectrolytique solide 51. Comme cela est montré sur la figure 11, le circuit de dérivation 102 a une caractéristique électrique dans laquelle la valeur du courant de collecteur I est zéro à une valeur de tension V entre les lignes de correction 103a et 103b en dessous d'une valeur établie Vt, et la valeur de courant de collecteur I augmente brusquement lorsque la valeur de tension v atteint la valeur établie Vt. Des composants de circuit et une constante de temps sont établis de façon que la valeur établie Vt soit légèrement plus faible qu'une valeur de tension de crête Vkp de l'élément polyélectrolytique solide 51 décrit plus tard: le nombre de diodes 105 et la valeur de résistance des résistances 106b et 106c sont ajustés. Les opérations d'un appareil polyélectrolytique solide ne comportant pas d'unité de dérivation électrique 101 seront maintenant décrites dans le but de décrire les effets de l'appareil polyélectrolytique 21 2771106/ solide 100 ayant la configuration telle que décrite ci- dessus. L'énergie électrique nécessaire pour la réaction électrolytique exprimée par les formules sus-mentionnées (1) et (2) est amenée d'une source d'alimentation à courant continu 57. Comme tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont montés en série, ces réactions électrolytiques sont accomplies pour tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 en envoyant la quantité de courant envoyé à un seul élément polyélectrolytique solide 51 à l'ensemble du module polyélectrolytique solide 50. Si tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 sont uniformes quant à leurs caractéristiques électriques, il n'y a pas de problème. Si les éléments polyélectrolytiques solides 51 ne sont pas uniformes quant à leurs caractéristiques électriques cependant, la capacité électrolytique des éléments polyélectrolytiques solides individuels 51 ne peut pas être pleinement utilisée, ou des variations sont occasionnés dans la tension inter-électrode, résultant dans une détérioration de la propriété électrolytique avec expansion de tels défauts. Il est par conséquent nécessaire de prendre quelques mesures pour obtenir une tension inter-électrode constante. Comme cela est montré sur la figure 12, des caractéristiques électriques typiques de l'élément polyélectrolytique solide 51 résident dans le fait qu'aucun courant ne s'écoule à une tension inter- électrode en dessous de 1 V, et lors du dépassement de 1 V le courant commence soudainement à s'écouler, en produisant une crête entre 2 et 2, 5 V, et ensuite le courant diminue au contraire. Entre les éléments polyélectrolytiques solides 51, il y a des variations dans la valeur de pointe maximum, bien que la forme de la courbe tension- courant reste essentiellement constante. 22 2771106 La figure 12 illustre un cas dans lequel des variations représentées par trois courbes K, L et M sont présentes dans la courbe tension-courant pour les éléments polyélectrolytiques solides 51 composant le module polyélectrolytique solide 50. Lorsqu'une valeur de tension de crête Vkp est imposée à l'élément polyélectrolytique solide 51 ayant des caractéristiques électriques de la courbe K ayant la valeur de crête la plus faible, un courant Ikp s'écoule à tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 parce que tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 formant le module polyélectrolytique solide 50 sont montés en séries. A ce point, la tension inter- électrode des éléments polyélectrolytique solide ayant des caractéristiques électriques telles que représentées par les courbes L et M est Vll et vml, respectivement, plus faible que la valeur de tension de crête. Il en résulte que les éléments polyélectrolytiques solides 51 ayant les caractéristiques électriques des courbes L et M fonctionnent avec des valeurs de courant inférieures aux valeurs de courant de crête de Ilp et Imp, respectivement, amenant à un fonctionnement à un état dans lequel des caractéristiques ne peuvent pas être pleinement dérivées. En d'autres termes, la condition de fonctionnement du module polyélectrolytite solide 50 est limitée par l'élément polyélectrolytique solide 51 ayant des caractéristiques électriques de la courbe K de la valeur de crête la plus faible. En imprimant une tension Vk supérieure à la valeur de tension de crête Vkp à l'élément polyélectrolytique solide 51 ayant les caractéristiques électriques de la courbe K, la valeur de courant diminue à Ik le long de la flèche sur la figure 12. A cet état, la tension inter-électrode des éléments polyélectrolytiques solides 51 ayant les caractéristiques électriques des courbes L et M diminue en outre à V12 et Vm2, respectivement, ce 2/3 2771106 qui résulte en une différence de tension inter-électrode plus large entre les éléments polyélectrolytiques solides 51. Une valeur de courant d'alimentation plus faible occasionne ainsi un état instable conduisant & une détérioration supplémentaire des caractéristiques électriques. Dans l'appareil polyélectrolytique solide 100, un circuit de dérivation 102 est monté en parallèle entre les électrodes de chaque élément polyélectrolytique solide 51. Des composants de circuit et une constante de circuit sont établis pour chaque circuit de dérivation 102 de façon que la valeur de tension Vt représentant la montée brusque du courant devienne légèrement plus fabile que la valeur de tension de crête de l'élément polyélectrolytique solide 51. Lorsque la tension inter-électrode de l'élément polyélectrolytique solide 51 augmente lors de la commande du module polyélectrolytique solide 50 et dépasse la valeur de tension Vt, le courant commence à s'écouler au circuit de dérivation 102 et la tension inter-électrode des éléments électrolytiques est commandée à en-dessous de la valeur de tension de crête Vkp. Concernant l'élément polyélectrolytique solide 51 dont la tension inter-électrode a augmentée et dépassée la valeur de tension Vt, le courant s'écoule à travers l'élément électrolytique et le circuit de dérivation 102 à l'élément polyélectrolytique solide 51 de l'étage suivant (l'élément positionné en aval 51). Il en résulte que la tension est uniformément répartie à tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 et un courant prés de la valeur de courant de crête respective est appliqué à chaque élément polyélectrolytique solide 51. Selon le quatrième mode de réalisation tel que décrit ci-dessus, le circuit de dérivation 102 est relié électriquement en parallèle à chaque élément polyélectrolytique solide 51 de façon que la tension inter-électrode de chaque élément polyélectrolytique solide 51 soit contrôlée jusqu'en dessous de la valeur de tension de crête Vkp. Il en résulte que la tension inter-électrode est empêchée d'aller au-delà de la valeur de tension de crête Vkp et de pénétrer dans une région instable, et le module électrolytique solide 50 peut être amené à fonctionner dans une condition stable. Etant donné que ceci conduit à une distribution de tension uniforme à tous les éléments polyélectrolytiques solides 51 et à une alimentation en courant ayant une valeur de courant près de la valeur de courant de crête à chaque élément polyélectrolytique solide 51, il est possible de commander le module polyélectrolytique solide 50 de façon à dériver complètement la propriété électrolytique de chacun des éléments polyélectrolytiques solides 51, même s'il y a des variations des caractéristiques électriques de l'élément polyélectrolytique solide 51. Etant donné que le circuit de dérivation 102 comprend des composants peu coûteux, tels qu'un transitor 104, des diodes 105 et des résistances 106a, 106b et 106c, il est possible d'obtenir un coût d'équipement plus faible. L'établissement d'une valeur de tension Vt du circuit de dérivation 102 sera maintenant décrit. La valeur de tension Vt de chaque circuit de dérivation 102 prend la meilleure valeur lorsqu'il est en accord avec la valeur de tension de crête Vkp de l'élément polyélectrolytique solide 51 auquel le circuit de dérivation 102 est monté en parallèle. Etant donné qu'il y a des variations des caractéristiques électriques de l'élément polyélectrolytique solide 51, il est cependant difficile d'amener la valeur de tension Vt de chaque circuit de dérivation 102 à être en accord avec la valeur de tension de crête Vkp de l'élément polyélectrolytique solide 51. Dans la pratique, la valeur de tension Vt de chaque circuit de dérivation 102 est par conséquent contrôlée à l'intérieur d'une gamme prédéterminée contenant la valeur de tension de crête Vkp de l'élément polyélectrolytique solide 51. Dans les caractéristiques électriques typiques de l'élément polyélectrolytique solide 51, la valeur de tension de crête Vkp se trouve dans une gamme de 2 à 2,5 V. La valeur de tension Vt de chaque circuit de dérivation 102 devrait de préférence être contrôlée dans une gamme de 2 à 3 v. Dans ce cas, même lorsqu'il y a des variations des caractéristiques électriques de l'élément polyélectrolytique solide 51, la valeur de tension vt du circuit de dérivation 102 prend une valeur similaire à la valeur de tension de crête Vkp de l'élément polyélectrolytique solide 51, et le module polyélectrolique solide 50 peut être commandé de façon à dériver suffisamment la propriété électrolytique de chaque élément polyélectrolytique solide 51. Il n'est pas conséquent pas nécessaire de préparer un circuit de dérivation en accord avec les caractéristiques électriques de l'élément polyélectrolytique solide 51, en améliorant ainsi la productivité et en permettant l'obtention d'un coût d'équipement plus faible. Cinquième mode de réalisation Dans le quatrième mode de réalisation sus- mentionné, les circuits de dérivation 102 ont été décrits comme électriquement reliés en parallèle aux éléments polyélectrolytiques solides individuels 51. Dans un cinquième mode de réalisation, tel que montré sur la figure 13, les circuits de dérivation 102 sont montés électriquement en parallèle seulement sur deux éléments polyélectrolytiques solides 51. Dans un module polyélectrolytique solide 50 de ce type, la vitesse d'écoulement de l'air s'écoulant à travers un canal d'air 53a (53b) peut diminuer, ou une stagnation peut être réalisée dans l'écoulement d'air dans le canal d'air 53a (53b), en raison de la structure 26 2771106 du module. La commande d'un tel module polyélectrolytique solide 50 amène la tension inter- électrode des éléments polyélectrolytiques solides 51 en face du canal d'air 53a (53b) o la vitesse d'écoulement est faible ou une stagnation se produit, à augmenter excessivement. Dans ce cinquième mode de réalisation, les circuits de dérivation 102 sont montés en parallèle aux éléments polyélectrolytiques solides 51 qui sont en face du canal d'air 53b dans lequel une stagnation se produit dans l'écoulement d'air. Lorsque la tension inter- électrode des deux éléments polyélectrolytiques solides 51 dépasse la valeur de tension Vt, un courant commence donc à s'écouler dans le circuit de dérivation 102 en permettant ainsi une diminution d'une augmentation excessive de la tension inter-électrode. Dans les quatrième et cinquième modes de réalisation sus- mentionnés, le circuit de dérivation 102 comprend un transistor 104, des diodes 105 et des résistances 106a, 106b et 106c. Cependant, le circuit de dérivation n'est pas limité à une telle configuration, et toute configuration appropriée peut être adoptée aussi longtemps que le circuit permet l'obtention des caractéristiques électriques comportant une montée brusque du courant à une valeur de tension Vt. Dans les quatrième et cinquième modes de réalisation, le module polyélectrolytique solide 50 du premier mode de réalisation est également utilisé. Les mêmes effets peuvent cependant être obtenus en utilisant le module polyélectrolytique solide 50A ou 50B des second ou troisième modes de réalisation sus-mentionnés. Selon la présente invention, il est proposé un module polyélectrolytique solide comprenant une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés de façon à constituer une voie d'air entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents dans un état o des écarteurs qui au moins en partie servent de régions 27 2771106 de contact conductrices sont interposées entre ceux-ci, respectivement, chacun des éléments polyélectrolytiques solides étant formé par fixation par thermocompression d'électrodes poreuses aux deux surfaces d'une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène, respectivement; dans lequel la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés est électriquement reliée en série de façon qu'une électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement reliée à une électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur un côté par une région de contact conductrice de l'écarteur, et l'autre électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement relié à l'autre électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur l'autre côté par l'intermédiaire de la région conductrice de l'écarteur; et dans lequel les voies d'air formées entre les éléments polyélectrolytiques solides adjacents les uns aux autres ont une configuration telle qu'un écoulement d'air le long d'une surface d'anode et un air d'écoulement le long d'une surface de cathode soient séparativement et indépendamment formés lors de l'application d'une tension à courant continu à un espace entre une électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à une extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à l'autre extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides. Comme résultat, l'empilage de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides par l'intermédiaire des écarteurs forme une voie d'air et une surface de réaction électrolytique tridimensionnelle. En outre, étant donné que les éléments polyélectrolytiques solides sont reliés électriquement en série, l'assemblage et les opérations de connexion électriques sont simplifiés. La 28 2771106 possibilité de minimiser la valeur de courant appliqué fournit un module polyélectrolytique solide dans lequel le système d'alimentation en énergie peut être réduit en dimension. Chacun de la pluralité sus-mentionné des éléments polyélectrolytiques solides présente une forme rectangulaire, et la pluralité des éléments polyélectrolytiques solides est empilée de façon que les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments positionnés en amont et les électrodes poreuses devant servir d'anodes pour les éléments disposés en aval, ou les électrodes poreuses devant servir d'anode pour les éléments positionnés en amont et les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments positionnés en aval soient reliées par les régions de contact conductrices de l'écarteur pour constituer une connexion électrique en série, et les électrodes poreuses ayant la même polarité soient en regard mutuellement; et les écarteurs soient agencés de façon que l'écoulement d'air s'écoulant à travers la voie d'air formée par les surfaces d'anode et l'écoulement d'air s'écoulant à travers la voie d'air formée par les surfaces de cathode forment des écoulements orthogonaux. Comme résultat, la fabrication des éléments polyélectrolytiques solides est simple, et la voie d'air peut être réalisée avec un canal droit occasionnant seulement une faible quantité de perte de pression de la voie d'air, en permettant ainsi l'utilisation d'une soufflante d'air ayant une valeur de pression statique maximale faible. Le module polyélectolytique solide sus-mentionné comprend en outre un organe de support disposé entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents dans chacune des voies d'air de façon à supporter mécaniquement les surfaces d'élément polyélectrolytiques solides adjacentes. Il est par conséquent possible de proposer un module polyélectrolytique solide résistant à 29 2771106 une déformation de contrainte occasionnée par une différence de la pression de fonctionnement, une déformation thermique ou une vibration mécanique. Dans la pluralité sus-mentionnée d'éléments polyélectrolytiques solides, chacun de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides est formé de façon à avoir la forme d'un U, une forme d'un W ou une forme corruguée; les écarteurs sont insérés entre les surfaces pliées et opposées de chaque élément polyélectrolytique solide et entre des éléments polyélectrolytiques solides adjacents; les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments disposés en amont et les électrodes poreuses devant servir d'anodes pour les éléments disposés en aval, ou les électrodes poreuses devant servir d'anodes pour les éléments disposés en amont et les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments disposés en aval sont reliés par des régions de contact conductrices des écarteurs pour constituer une connexion électrique en série; et la voie d'air formée par la surface d'anode et la voie d'air formée par la surface de cathode sont formées, de façon alternante, dans la direction inverse. Le module peut avoir une épaisseur plus faible que la moitié de la largeur de l'élément polyélectrolytique solide en permettant ainsi l'obtention d'un module polyélectrolytique solide d'une forme mince. L'appareil ou agencement polyélectrolytique solide selon l'invention comprend un module polyélectrolytique solide ayant une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés de façon former une voied'air entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents à un état o les écarteurs qui au moins en partie servent de régions de contact conductrices sont interposés entre ceux-ci, respectivement, chacun des éléments polyélectrolytiques solides étant formé par fixation par thermocompression 2771106 d'électrodes poreuses aux deux surfaces d'une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène, respectivement, o la pluralité des éléments polyélectrolytiques solides empilés soit électriquement reliée en série de telle façon qu'une électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement relié à une électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur un côté par l'intermédiaire de la voie de contact conductrice de l'écarteur, et l'autre électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides est électriquement relié à l'autre électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur l'autre côté par l'intermédiaire de la région conductrice de l'écarteur et o les voies d'air formées entre les éléments polyélectrolytiques solides mutuellement adjacents ont une configuration telle qu'un écoulement d'air le long d'une surface d'anode et un écoulement d'air le long de la surface de cathode soient séparemment et indépendamment formés lors de l'application d'une tension à courant continu à un espace entre une électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à une extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à l'autre extrémité de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides; et un circuit de dérivation ayant une configuration de circuit sur laquelle le circuit de dérivation est électriquement monté en parallèle entre une électrode poreuse et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide, et un courant s'écoule brusquement lorsque la tension entre les deux électrodes poreuses dépasse une valeur de tension établie. On obtient ainsi un appareil polyélectrolytique solide qui permet de faire fonctionner le module polyélectrolytique solide de façon à suffisamment dériver des propriétés électrolytiques des éléments 31 2771106u polyélectrolytiques solides et obtenir des fonctionnements stables. Dans l'appareil polyélectrolytique solide sus- mentionnée, l'appareil comporte des circuits de dérivation d'un nombre égal à celui de la pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides, et les circuits de dérivation sont électriquement montés en parallèle entre une électrode poreuse et l'autre électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides, respectivement. Il est de ce fait possible de commander le module polyélectrolytique solide de façon à dériver suffisamment de propriété électrolytique des éléments polyélectrolytiques solides individuels. Etant donné que la valeur de tension établie des circuits de dérivation se trouve à l'intérieur d'une gamme comprise entre 2 à 3 V, la valeur de tension établie prend une valeur similaire à la valeur de tension de crête de l'élément polyélectrolytique solide même s'il y a des variations dans les caractéristiques électriques des éléments polyélectrolytiques solides, et il est possible de fabriquer aisément un circuit de dérivation à un coût plus faible. Le circuit de dérivation comprend un transistor, une diode insérée dans une direction positive par rapport à un courant de base du transistor, une résistance pour ajuster un courant de collecteur du transistor, une autre résistance pour ajuster un courant de base du transistor et encore une autre résistance pour ajuster un courant d'émetteur du transistor, en permettant ainsi l'obtention d'un coût d'équipement plus faible. 32 2771106 REVENDICATIONS 1. Module polyélectrolytique solide, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides (51) empilés de façon à former une voie d'air (53) entre deux éléments polyélectrolytiques solides (51) adajcents de façon que des écarteurs (52) qui au moins en partie servent de régions de contact conductrices soient interposés entre ceux-ci, respectivement, chacun desdits éléments polyélectrolytiques solides (51) étant formé par fixation par thermocompression d'électrodes poreuses (54) aux deux surfaces d'une membrane polyélectrolytique solide (55) conductrice d'ions hydrogène, respectivement, en ce que ladite pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides (51) empilés sont électriquement reliés les uns aux autres en série de façon qu'une électrode poreuse de chacun desdits éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement relié à une électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent (51) sur un côté par l'intermédiaire de ladite région de contact conductrice dudit écarteur (52), et l'autre électrode poreuse de chacun desdits éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement relié à l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide (51) adjacent sur l'autre côté par l'intermédaire de ladite région conductrice dudit écarteur (52), et en ce que lesdites voies d'air (53) formées entre lesdits éléments polyélectrolytiques solides (51) adjacents ont une configuration telle qu'un écoulement d'air (53) le long d'une surface d'anode et un écoulement d'air le long de la surface de cathode soit séparément et indépendamment formés lors de l'application d'une tension à courant continu à un espace entre une électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à une extrémité de ladite pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à l'autre extrémité de ladite pluralité des éléments polyélectrolytiques solides. 2. Module polyélectrolytique solide selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun de la pluralité précité d'éléments polyélectrolytiques solides présente une forme rectangulaire et la pluralité précitée d'éléments polyélectrolytiques solides est empilée de façon que les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments disposés en amont et les électrodes poreuses devant servir d'anodes pour les éléments disposés en aval, ou les électrodes poreuses devant servir d'anodes pour les éléments disposés en amont et les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments disposés en aval soient reliées par les régions de contact conductrices de l'écarteur précité pour constituer une connexion électrique en série, et lesdites électrodes poreuses ayant la même polarité soient mutuellement en regard; et en ce que les écarteurs précités sont disposés de façon que l'écoulement d'air s'écoulant à travers la voie d'air formée par les surfaces d'anode et l'écoulement d'air s'écoulant à travers la voie d'air formée par les surfaces de cathode constituent des écoulements orthogonaux. 3. Module polyélectrolytique solide selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de support disposé entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents dans chacune des voies d'air précitée de façon à supporter mécaniquement les surfaces d'éléments polyélectrolytiques solides adjacents. 4. Module polyélectrolytique solide selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de la pluralité précitée d'éléments polyélectrolytiques 34 2771106lu solides présente la forme d'un U, la forme d'un W ou une forme corruguée; les écarteurs précités sont insérés entre les surfaces pliées et opposées de chaque élément polyélectrolytique solide et entre les éléments polyélectrolytiques solides adjacents; les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments disposés en amont et les électrodes poreuses devant servir d'anodes des éléments disposés en aval, ou les électrodes poreuses devant servir d'anodes pour les éléments disposés en amont et les électrodes poreuses devant servir de cathodes pour les éléments disposés en aval sont reliés par les régions de contact conductrices desdits écarteurs pour constituer une connexion électrique en série; et la voie d'air formée par la surface d'anode et la voie d'air formée par la surface de cathode sont formées, de façon alternante, dans la direction inverse. 5. Agencement polyélectrolytique solide, caractérisé en ce qu'il comprend: un module polyélectrolytique solide comportant une pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés de façon à former une voie d'air entre deux éléments polyélectrolytiques solides adjacents de façon que des écarteurs qui au moins en partie servent de régions de contact conductrices soient interposés entre ceux-ci, respectivement, chacun desdits éléments polyélectrolytiques solides étant formé par fixation par thermocompression d'électrodes poreuses aux deux surfaces d'une membrane polyélectrolytique solide conductrice d'ions hydrogène, respectivement, ladite pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides empilés sont reliés électriquement les uns aux autres en série de façon qu'une électrode poreuse de chacun desdits éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement reliée à une électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur une face par l'intermédiaire de ladite région de contact 2771106 conductrice dudit écarteur, et l'autre électrode poreuse de chacun des éléments polyélectrolytiques solides soit électriquement reliée à l'autre électrode poreuse d'un élément polyélectrolytique solide adjacent sur l'autre côté par l'intermédiaire de ladite région conductrice dudit écarteur, et en ce que lesdites voies d'air formées entre lesdits éléments polyélectrolytiques solides mutuellement adjacentes ont une configuration telle qu'un écoulement d'air le long de la surface d'anode et un écoulement d'air le long de la surface de cathode soient séparément et indépendamment formés lors de l'application d'une tension continue à un espace entre une électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposé à une extrémité de ladite pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides et l'autre électrode poreuse de l'élément polyélectrolytique solide disposée à l'autre extrémité de ladite pluralité d'éléments polyélectrolytiques solides, et un circuit de dérivation ayant une configuration de circuit dans laquelle ledit circuit de dérivation est électriquement relié en parallèle entre une électrode poreuse et l'autre électrode poreuse dudit élément polyélectrolytique solide, et un courant s'écoule brusquement lorsque la tension entre lesdites deux électrodes poreuses dépasse une valeur de tension établie. 6. Agencement polyélectrolytique solide selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des circuits de dérivation précités d'un nombre égal à celui de la pluralité précité d'éléments polyélectrolytiques solides, et les circuits de dérivation sont électriquement reliés en parallèle entre une électrode poreuse et l'autre électrode poreuse de chacun desdits éléments polyélectrolytiques solides, respectivement. 7. Agencement polyélectrolytique solide selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur de 36 a2771106 tension établie du circuit de dérivation précité se trouve dans une gamme de 2 à 3 V. 8. Agencement polyélectrolytique solide selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de dérivation précité comprend un transistor, une diode insérée dans une direction positive par rapport à un courant de base dudit transistor, une résistance pour ajuster un courant de collecteur dudit transistor, une autre résistance pour ajuster un courant de base dudit transistor et encore une autre résistance pour ajuster un courant d'émetteur dudit transistor.