Brevet FR3068991A1 (20190118)

REVENDICATIONS1. Système électrochimique (1) d'électrolyse de l'eau, comportant : - une entrée dite principale (E1) pour recevoir de l'eau à électrolyser, une première sortie (Si) pour fournir de l'hydrogène produit et une deuxième sortie (S2) pour fournir de l'oxygène produit ; - un assemblage membrane électrodes formé d'une membrane (5) échangeuse de protons séparant des anodes (14,\n<CLM>\1\tvis-à-vis de cathodes (16, 26), ledit assemblage comportant : o au moins une portion dite d'électrolyse (in) comportant une première anode (14) et une première cathode (16) séparées l'une de l'autre par ladite membrane (5), la première anode (14) étant adaptée à effectuer l'oxydation de l'eau et la première cathode (16) étant adaptée à effectuer la réduction des protons, la première anode (14) étant adaptée à recevoir de l'eau provenant de l'entrée principale (E1) ; o au moins une portion dite de séparation (20), située fluidiquement en aval de ladite portion d'électrolyse (in), comportant une deuxième anode (24) et une deuxième cathode (26) séparée l'une de l'autre par ladite membrane (5), la deuxième anode (24) étant adaptée à effectuer l'oxydation d'hydrogène reçu de ladite portion d'électrolyse (io) et la deuxième cathode (26) étant adaptée à effectuer la réduction des protons.\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon la revendication 1, dans lequel la membrane (5) est réalisée d'un seul tenant et en un même matériau.\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon la revendication 1 OU 2, comportant un premier circuit électrique (12) adapté à appliquer une première différence de potentiel (Vi) entre la première anode (14) et la première cathode (16), et un deuxième circuit électrique (22) adapté à appliquer une deuxième différence de potentiel (V2) entre la deuxième anode (24) et la deuxième cathode (26) de même signe que la première différence de potentiel (Vi).\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les première et deuxième anodes (14,\n<CLM>\1\td'une part et les première et 23 deuxième cathodes (16,\n<CLM>\1\td'autre part sont électriquement isolées les unes des autres.\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, la portion d'électrolyse (10) et la portion de séparation (20) étant respectivement 5 segmentées en une pluralité de portions élémentaires d'électrolyse (10.1, 10.2...) et une pluralité de portions élémentaires de séparation (20.1, 20.2...), les portions élémentaires étant agencées mutuellement de manière à présenter une alternance longitudinale, suivant un axe d'écoulement anodique, d'une portion élémentaire d'électrolyse (10.1...) avec une portion élémentaire de séparation (20.1...). 10\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un circuit de distribution anodique (3) s'étendant entre une entrée anodique (13e) reliée à l'entrée principale (El) et une sortie anodique (23s) reliée à la deuxième sortie (S2), et adapté à amener un fluide au contact des première et deuxième anodes (14, 24), et comportant un circuit de distribution cathodique (7) 15 s'étendant entre une entrée cathodique (17e) et une sortie cathodique (27s) reliée à la première sortie (Si), et adapté à amener un fluide au contact des première et deuxième cathodes (16, 26).\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon la revendication 6, comportant des plaques conductrices dites anodique (30) et cathodique (40), chaque plaque conductrice 20 étant réalisée d'un seul tenant, présentant une face interne (3ii, 4É) et une face externe (31e, 41e), la face interne (3É, 41i) présentant des structurations (32,\n<CLM>\1\tformant un circuit de distribution fluidique, la plaque conductrice anodique (30) étant adaptée à appliquer un premier potentiel électrique à la première anode (14) et un deuxième potentiel électrique différent du premier potentiel à la deuxième 25 anode (24) et la plaque conductrice cathodique (40) étant adaptée à appliquer un troisième potentiel électrique à la première cathode (16) et un quatrième potentiel électrique différent du troisième potentiel à la deuxième cathode (26).\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon la revendication 7, dans lequel la plaque conductrice anodique (30), resp. cathodique (40), comporte un matériau 30 électriquement isolant (31,\n<CLM>\1\tdéfinissant la face interne (31i, 4É) et la face externe (31e, 41e) opposée, la face interne (3É, 41i) comportant des canaux de distribution fluidique (32,\n<CLM>\1\tséparés longitudinalement deux à deux par une paroi 24 longitudinale (36,\n<CLM>\1\tvenant au contact d'une anode (14, 24), resp. cathode (16,\n<CLM>\1\tpar une surface d'appui, des lignes électriquement conductrices (33.1, 33.2; 43.1, 43.2) s'étendant au niveau des surfaces d'appui de parois longitudinales (36,\n<CLM>\1\tet étant adaptées, pour un premier ensemble (33.1 ; 43.1) d'entre elles, à appliquer à la 5 première anode (14), resp. cathode (16), un potentiel électrique et, pour un deuxième ensemble (33.2, 43.2) d'entre elles, à appliquer à la deuxième anode (24), resp. cathode (26), un potentiel électrique différent.\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon la revendication 8, dans lequel chaque plaque conductrice (30 ;\n<CLM>\1\tcomporte des première (35.1 ; 45.1) et deuxième (35.2; 10 45.2) lignes conductrices dites de reprise de contact s'étendant sur la face externe (31e; 41e), et des premiers (34.1; 44.1) et deuxièmes (34.2 ; 44.2) vias conducteurs s'étendant entre la face externe (31e ; 41e) et la face interne (31i ; 41i) dans les parois longitudinales (36; 46), la première ligne conductrice (35.1; 45.1) de reprise de contact étant adaptée à appliquer un potentiel électrique au premier ensemble 15 (33.1; 43.1) de lignes conductrices par des premiers vias conducteurs (34.1; 44.1), et la deuxième ligne conductrice (35.2; 45.2) de reprise de contact étant adaptée à appliquer un potentiel électrique différent au deuxième ensemble (33.2; 43.2) de lignes conductrices par les deuxièmes vias conducteurs (34.2 ; 44.2).\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 20 comportant un séparateur de phase (2a) à la deuxième sortie (S2).\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la première anode (14) comporte un catalyseur favorisant l'oxydation de l'eau, le catalyseur étant choisi parmi l'iridium et le ruthénium, et la deuxième anode (24) comporte un catalyseur favorisant l'oxydation de l'hydrogène, le catalyseur 25 comportant du palladium ou du platine.\n<CLM>\1\tSystème électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la première cathode (16) et la deuxième cathode (26) comportent chacune un catalyseur favorisant la réduction des protons, le catalyseur comportant du palladium ou du platine. 25\n<CLM>\1\tProcédé d'électrolyse de l'eau, comportant une introduction d'eau, de préférence en sur-stoechiométrie, à l'entrée principale (Ei) du système électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation d'un système électrochimique selon l'une quelconque 5 des revendications 1 à 12, comportant une étape de détermination d'une valeur de surface active de la portion de séparation (20) pour qu'une proportion d'hydrogène à la deuxième sortie (S2) soit inférieure ou égale à une valeur seuil prédéfinie, compte-tenu d'une valeur dite maximale de proportion d'hydrogène issu de la portion d'électrolyse (10) et d'une tension électrique (V2) appliquée entre la 10 deuxième anode (24) et la deuxième cathode (26).\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation d'un système électrochimique selon la revendication 5, comportant une étape de détermination du nombre de portions élémentaires d'électrolyse (mi, 10.2...) et de portions élémentaires de séparation (20.1, 20.2...) pour qu'une proportion d'hydrogène associée à une portion élémentaire 15 d'électrolyse (mi, 10.2...) soit inférieure ou égale à une valeur seuil prédéfinie, compte-tenu d'une valeur prédéterminée de l'épaisseur de la membrane (5) et d'une tension électrique (Vi) appliquée entre la première anode (14) et la première cathode (16). 20