ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, РАБОТАЮЩИЙ В АЛЛОТЕРМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

1. Электролизер для высокотемпературного электролиза, выполненный с возможностью работы в аллотермическом режиме и содержащий кожух, поддерживающий электролизную ванну под высоким или очень высоким давлением в несколько десятков бар, в котором расположены параллельно друг другу несколько электролизных пластин (100) и нагревательное средство (10), использующее теплоноситель и предназначенное для нагрева активной среды, подвергаемой высокотемпературному электролизу, при этом электролизные пластины (100) содержат несколько электролизных ячеек (8, 208), расположенных в ряд по существу в одной и той же плоскости, каждая из которых содержит анод и катод, отделенные от соответствующих анодов и катодов других ячеек, причем по меньшей мере часть электролизных ячеек электролизной пластины электрически соединена последовательно, при этом нагревательное средство (10) образовано из нескольких нагревательных пластин, в которых циркулирует теплоноситель и которые расположены с обеих сторон от электролизных пластин (100).
2. Электролизер по п.1, в котором электролитическая ванна находится в газообразной форме.
3. Электролизер по любому пп.1 или 2, в котором теплоносителем является газ под высоким давлением, например гелий.
4. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором теплоносителем является расплавленный металл, например цинк.
5. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором теплоноситель образован из расплавленных солей.
6. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором электролизная пластина содержит опорную пластину (202), которая имеет отверстия, распределенные по рядам и колонкам на двух ее сторонах, является полой для сбора газа, производимого на аноде, и содержит коллектор газа, при этом, по меньшей мере, часть электролизных ячеек (208) электрически соединена попарно с помощью соединителя, содержащего раму, установленную на катоде ячейки, и перфорированную пластину, установленную на аноде смежной ячейки, чтобы обеспечить уменьшенное сопротивление электрического соединения между пластинами, причем каждое отверстие закрыто электролизной ячейкой, а каждый анод обращен к внутренней части опорной пластины (202).
7. Электролизер по п.6, в котором анод и катод прижаты к электролиту рамой соединителя и перфорированной пластиной другого соединителя.
8. Электролизер по п.7, содержащий узлы ячеек, образующие удлиненные группы, каждая из которых содержит идентичное количество анодов, равное количеству отверстий на ряд или на колонку, при этом группы соединены последовательно.
9. Электролизер по п.6, содержащий уплотнение между каждой перфорированной пластиной и контуром относящегося к ней отверстия, причем уплотнение сжато средством крепления ячеек на опорной пластине и давлением электролитической ванны при высоком или очень высоком давлении.
10. Электролизер по п.6, в котором ячейки двух сторон соединены последовательно с помощью соединителя, проходящего через опорную пластину или перекрывающего один из боковых краев.
11. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором электролизная пластина содержит опорную раму (102), содержащую стойки (106, 108), ограничивающие прямоугольные окна, расположенные рядами или колонками, в которые вставлены электролизные ячейки (8) соответствующей формы
12. Электролизер по п.11, в котором каждая электролизная ячейка содержит центральный корпус (8.1), образованный электропроводным сердечником (40) в форме пластины, покрытой с двух сторон последовательно анодом (42), электролитом (44) и катодом (46), и электропроводный корпус (8.2), окружающий центральный корпус (8.1), электрически контактирующий с катодом (46) и оказывающий сжимающее усилие на слои, образующие центральный корпус (8.1), а также средство (70, 70') электрического соединения контакта (50, 50') анода и катода, расположенное на этом корпусе (8.2), при этом ячейка (8) закреплена на опорной раме (102) с помощью корпуса (8.2).
13. Электролизер по п.12, в котором корпус (8.2) содержит две полурамы (66), расположенные с обеих сторон центрального корпуса (8.1) для прижатия слоев друг к другу, при этом средство (72) электрического изолирования анода (42) от корпуса (8.2) расположено между сердечником (40), анодом (42) и корпусом.
14. Электролизер по п.12, содержащий средство сбора газа или газов, производимых на аноде, в наружном направлении электролизера.
15. Электролизер по п.14, в котором средство сбора содержит по меньшей мере один канал, выполненный в аноде и соединенный с концевой частью для сбора и опорной рамой (102), которая является полой и образует коллектор для газа или газов, причем концевая часть для сбора герметично соединена с опорной рамой (102), которая имеет возможность вывода производимого газа или газов наружу электролизера, при этом давление газа или газов, производимых на аноде, меньше давления на катоде электролитической ванны, так что анод, электролит и катод прижимаются друг к другу.
16. Электролизер по п.15, в котором в сердечнике (40) электролизной ячейки (8) выполнены канавки (54) и приемники (56.1, 56.2), причем один из приемников (56.2) соединен с концевой частью (58) для сбора газа или газов, которая припаяна к соединителю (114), прикрепленному к опорной раме (102), при этом средство электрического изолирования анода от опорной рамы расположено между соединителем (114) и опорной рамой (102).
17. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором нагревательная пластина (10), имеет, по существу, такой же размер, как электролизная пластина (100) и содержит металлический корпус, в котором расположен теплообменный элемент (78), содержащий несколько каналов, проходящих между концом (10.1), к которому подается горячий теплоноситель, и концом (10.2), соединенным с коллектором холодного теплоносителя.
18. Электролизер по п.17, в котором кожух содержит боковые желоба (24, 22), принимающие боковые края нагревательной пластины (10) и электролизной пластины (100), при этом в желобах (22) расположены средства (75) электрического изолирования опорной рамы (102) от кожуха.
19. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором электролизные ячейки (8) распределены по рядам и колонкам, причем ячейки (8) одной и той же колонки электрически соединены последовательно, колонки соединены последовательно, и электролизные пластины соединены друг с другом последовательно.
20. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором электролизные ячейки (8) распределены по рядам и колонкам, причем ячейки (8) одной и той же колонки электрически соединены последовательно, колонки соединены последовательно, а электролизные пластины соединены параллельно.
21. Электролизер по п.19, в котором электрические соединения между различными пластинами и с источником электроэнергии расположены снаружи кожуха.
22. Электролизер по п.21, в котором электрические соединения являются охлаждаемыми.
23. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором кожух имеет впускное отверстие для активной среды, выполненное в боковой стенке и перпендикулярное электролизным пластинам (100).
24. Электролизер по любому из пп.1 или 2, в котором кожух имеет по меньшей мере одно отверстие для сбора газа или газов, производимых на катодах на верхней стенке кожуха.
25. Установка для производства газа с помощью электролиза, содержащая по меньшей мере один электролизер по любому из пп.1 или 2 и источник электропитания с заданным напряжением, в которой ячейки одной и той же пластины соединены последовательно, а электролизные пластины соединены параллельно, при этом количество электролизных ячеек на электролизную пластину выбирается в зависимости от заданного напряжения источника электропитания.
26. Установка для производства газа с помощью электролиза, содержащая по меньшей мере один электролизер по любому из пп.1 или 2 и источник электропитания с заданным напряжением, в которой электролизные ячейки (8) распределены по рядам и колонкам, причем ячейки каждой колонки соединены последовательно, колонки соединены параллельно, аи количество ячеек в каждой колонке выбирается в зависимости от заданного напряжения источника электропитания.
27. Способ производства диводорода и кислорода посредством электролиза из воды с помощью электролизера по любому из пп.1-24, в котором давление электролитической ванны по существу равно или превышает давление хранения и/или распределения диводорода или дикислорода, например 30-130 бар.
28. Способ по п.27, в котором соотношение между молярным расходом водяного пара и молярным расходом производимого диводорода находится в диапазоне от 2 до 5.