Elektrochemisches Antifoulingsystem für seewasserbenetzte Bauwerke

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrochemisches Antifoulingsystem, das der Bekämpfung des Anheftens von Foulingorganismen an seewasserbenetzten Bauwerken dient, mit einem Gleichstromkreis zur Erzeugung von Elektrolyse im Seewasser mit einer Gitterstrukturelektrode, zumindest einer dazu beabstandeten, gegenpolig geschalteten Gegenelektrode und einer einstellbaren Gleichstromquelle.

[0002] Allgemein bezeichnet der Begriff "Fouling" oder "Biofouling" (biologischer Be- und Aufwuchs) die unerwünschte Anlagerung von Feststoffen (marine Organismen: Bakterien, Algen, Muscheln, Seepocken etc.) an starren Grenzflächen. Antifoulingmaßnahmen dienen der Vermeidung von Fouling an Bauwerken, die von marinen oder salzhaltigen Wässern oder flüssigen salzhaltigen Medien ("Seewasser") umgeben oder zumindest zeitweise oder dauerhaft benetzt sind. Offshore- Bauwerke werden in der Regel aus Stahl oder Beton gebaut und meist flächendeckend, besonders im Gezeitenbereich, von Fouling befallen. Dadurch wird die Angriffsfläche für die Wellenenergie vergrößert, die Oberfläche solcher Bauwerke dauerhaft verdeckt und ggfs. angegriffen oder korrodiert und lokal die biologische Masse durch den Aufwuchs selbst erhöht. Inspektionsarbeiten werden erschwert. Außerdem kann der herabfallende Aufwuchs besonders in strömungsberuhigten Seegebieten zu einer Sauerstoffzehrung am Meeresboden führen und hat einen negativen Einfluss auf marine Tiergemeinschaften. Weiterhin dienen Antifoulingmaßnahmen dem Schutz hölzerner Teile im Wasser, wie z. B. Hafenpfeilern in Yachthäfen, vor anheftenden und bohrenden Organismen. Hölzerne Bauteile können von verschiedenen Organismen besiedelt werden, die zu einer vollständigen Überdeckung und somit zu einer Einschränkung der Funktion der Bauteile führen können. Grundsätzlich kann Fouling somit durch anhaftende oder aufsitzende Organismen die Oberfläche eines Bauwerks zerstören, sodass verstärkt Maßnahmen der Foulingbekämpfung - Antifouling - ergriffen werden. Neben mechanischen Reinigungsmaßnahmen und speziellen Antifoulinganstrichen oder -beschichtungen wurden auch elektrochemische Antifoulingsysteme entwickelt, deren bedeutender Vorteil die Untoxizität ist.

STAND DER TECHNIK

[0003] Elektrochemische Antifoulingsysteme basieren auf der Elektrolyse in Seewasser. Unter Gleichstromfluss zwischen Anode und Kathode entstehen Dissoziationsprodukte (Kathode H⁺, Anode OH^-), die zu einer lokalen Anhebung der pH-Werte an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Seewasser führen (Kathode basisch, Anode sauer). In der US 4 440 611 wird ausführlich ein geeignetes Stromregime zur Erzeugung von Elektrolyse an der Kathode beschrieben, um mikrobiologisches oder kalkhaltiges Fouling an seewasserbenetzten leitenden oder halbleitenden Oberflächen zu verhindern.

[0004] Aus der DE 41 09 198 C2 ist es bekannt, die zu schützende Oberfläche mit einer Beschichtung aus einem Bindemittel und Makromolekülen mit freien anionischen oder kationischen Gruppen am Molekül aufzubringen. Durch Steuerung der Gleichspannung lagern sich die Dissoziationsprodukte aus dem Seewasser entsprechend an und führen zur Ausbildung eines spezifischen pH-Wertes an der Oberfläche. Durch die Protonierung an der Kathode kann bei Anlegen einer Spannung von 0,3 V/cm² der pH-Wert auf basische Werte von pH 9-10 angehoben werden. Als Antifoulingschutz ist aus der DE 41 09 197 C2 bekannt, die Polarität der Gleichspannung nach einem Zufallsprinzip ständig umzuschalten, sodass die pH-Werte zwischen sauer und basisch wechseln.

[0005] Dadurch werden auch Organismen, die konstant hohe basische oder saure pH-Werte tolerieren können, abgestoßen.

[0006] Aus der DE 698 02 979 T2 ist ein ähnliches Antifoulingsystem bekannt, bei dem unterhalb einer durchgängigen Leitschicht mit einem anderen Widerstandsverhalten noch eine streifig strukturierte Schicht oder dünne Metalllamellen aufgebracht werden, um die auftretende Stromdichte in Abhängigkeit vom Bewuchs gezielt einstellen zu können. Aus der JP 2004-278161 A ist ein Antifoulingsystem mit der zu schützenden Oberfläche vorgelagerten Elektrodenplatten bekannt. Aus der JP 2004-270164 A ist es weiterhin bekannt, diese Elektrodenplatten zur Befestigung in Schienen zu lagern.

[0007] Als weitere Folge der Elektrolyse in Seewasser schlagen sich an der Kathode auch Mineralien nieder (Mineralakkretion). Dies wird umfassend in der US 5 543 034 beschrieben. Insbesondere handelt es sich um hartes Aragonit (Polymorph von Calcit, Kalziumkarbonat CaCO₃, Mohshärte 3,5 bis 4,5, bemerkbare Spaltbarkeit in einer Richtung) und weiches Brucit (Magnesiumhydroxid Mg(OH)₂, Mohshärte 2 bis 2,5, leichte Spaltbarkeit in einer Richtung). Insbesondere die Ablagerung von hartem Aragonit kann zur Erzeugung von künstlichen Riffen genutzt werden (Biorock-Technologie), auf denen dann gezielt das Wachstum von aquatischen Organismen gefördert wird. Die bei der Ablagerung von Aragonit beobachtete pH-Wert-Erhöhung von 0,1 gegenüber dem Gleichgewicht (mittlerer pH-Wert 8,2) führt dabei zu einem verstärkten Wachstum der anzusiedelnden Organismen. Durch Kalkablagerungen wird die Kathode außerdem vor Korrosion geschützt.

[0008] Aufbauend auf der Biorock-Technologie ist es aus den EAT-Berichten (2001 NOMATEC Project, Thema "Electrochemical Accretion Technology" (EAT), Einführung und Fortschrittsberichte 1. und 2. Projektjahr, Stand 29.12.2004, abrufbar im Internet unter der URL http://www.uni-due.de/nomatec/index_ de.html, Stand 29.09.2009) bekannt, zur Erzeugung eines künstlichen Riffs als kathodische Matrix für die elektrolytische Kalkabscheidung ein Grundgerüst aus Stahl, vorzugsweise aus dünnem Maschendraht-Gewebe, zu verwenden. Als Anode wird ein Titangitter eingesetzt. Es wird erkannt, dass die Akkretion von relativ weichem Brucit, welches beim Riffaufbau stört, ein Hinweis auf hohe Stromdichten in der Kathode ist. Durch größere kathodische Oberflächen kann der Brucitablagerung aber entgegen gewirkt werden.

[0009] Weiterhin ist aus der DE 10 2004 039 593 B4 ein Verfahren zur elektrolytischen Extraktion von Brucit aus Seewasser bekannt, bei dem die Akkretion von Brucit durch Zusetzen einer Magnesiumsalzlösung gezielt unterstützt wird. Zur Akkretion von Brucit ist eine solche Stromdichte an der Kathode einzustellen, dass ein pH-Wert von mindestens 9,7 (bei normalem Meerwasser) erreicht wird. Dabei wurde festgestellt, dass eine relativ niedrige Stromdichte an der Kathode zu dem Akkretionsprodukt Brucit in seiner kristallinen Form führt, während bei Anwendung einer höheren Stromdichte Brucit in der weichen, seifenartigen Form ausfällt.

[0010] Bei dem in der US 5 633 460 A beschriebenen Verfahren handelt es sich um ein allgemein bekanntes Verfahren zur Desinfektion von Wasser nach dem Prinzip der Salzwasser-Elektrolyse zur Herstellung von Chlor, das in der Natur nicht in elementarem Zustand auftritt, und von unterchloriger Säure, die nur in Lösung stabil ist. Durchgängig wird auf die Erzeugung dieser Antifoulingsubstanzen abgestellt. Das angewandte Prinzip zum Schutz von Sensoren im Inneren eines seewassergefüllten Sensorbehälters ist die Anordnung von zwei Elektroden am Seewassereinlass des Sensorbehälters, die der Salzwasser-Elektrolyse zur Erzeugung der Antifoulingsubstanzen dienen. Dabei sind die Elektroden gitterförmig ausgebildet, um das Eindringen von größeren Fremdkörpern in den Sensorbehälter zu vermeiden. Die Verteilung der erzeugten Antifoulingsubstanzen im Sensorbehälter erfolgt durch Wellen- oder Tidenbewegung. Die Konzentration der Antifoulingsubstanzen im Sensorbehälter wird durch Dichtemesser überwacht. Die Konzentration an Chlor und unterchloriger Säure im Sensorbehälter muss oberhalb eines Konzentrationsgrenzwerts liegen. Auf den Elektroden setzt sich während der Betriebszeit unerwünschter Belag in Form von Brucit und Aragonit ab. Die Elektroden sind umpolbar, um diesen unerwünschten Belag auf den Elektroden zu entfernen. Das bekannte Verfahren basiert auf der Erzeugung von Antifoulingsubstanzen auf Chlorbasis und hat damit einen relativ kleinen Wirkungsbereich. Bevorzugt werden deshalb kleinere Flächen innerhalb eines geschlossenen Behälters geschützt. Die Elektroden selbst sind diesen Flächen nicht zugeordnet und somit auch nicht diesen gegenüber elektrisch isoliert. Die Umpolung der Elektroden erfolgt, um Beläge zu entfernen, die bei der vorliegenden Erfindung ausdrücklich erwünscht sind.

[0011] In der EP 0 550 766 A1 wird in jeder Ausführungsform zum Foulingschutz ein metallischer Überzug aus Eisen, Aluminium, Magnesium oder einer Legierung daraus aufgelöst. Hierbei handelt es sich um eine eindeutig toxische Maßnahme, die insbesondere für Großflächen nicht geeignet ist. Die getaktete Umpolung dient dem gleichmäßigen Abtrag beider Elektroden. Den Figuren ist zu entnehmen, dass die Menge an Ablagerungen erst abnimmt ab einer Anodenstromdichte von ca. 40 mA/m². Ab diesem Wert nimmt auch die Anodenkorrosion stark zu.

[0012] Der nächstliegende Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, wird in der JP 07-268252, die ein elektromischen Antifoulingsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, beschrieben. Beschrieben wird ein gattungsgemäßes Antifoulingsystem mit einem stromdurchflossenen, biegeschlaffen Netz für einen Wassereinlasskanal. Das Netz ist als Fangnetz quer durch den Kanal und entlang der Kanalwände gespannt. Es bildet die Gitterstrukturelektrode und ist als Anode geschaltet. Die Kathode ist stabförmig ausgebildet und ist in einem Abstand zur Anode im Meerwasser angeordnet. Die Kathode unterliegt keinem Zersetzungsprozess und besteht daher aus einem nicht korrosionsfesten Material, z.B. Eisen. Um jedoch ein Abtragen der Anode während der Elektrolyse zu verhindern, ist das Netzseil speziell aufgebaut. Es besteht aus drei Adern, die jeweils aus nichtleitenden Monofilamenten um eine leitende Metallfolie aus Titan oder einem titan-aluminiumplattierten Material als Kern aufgebaut sind. Alle drei Adern sind in einen durch Zugabe von Platin- oder Titanpulver elektrisch leitfähigen Kunststoffmantel eingebettet. Um die Kanalwand durch einen anodischen Schutz vor Fouling zu schützen, muss die Kanalwand elektrisch leitfähig sein. Die Einspeisung des Stroms in das Netz, speziell in die Metallfolie im Kern der Adern, erfolgt über die elektrisch leitfähige Kanalwand. Eine Entfernung des Netzes aus dem Wassereinlasskanal ist nur durch manuellen Abbau möglich, der einen Einsatz von Personal vor Ort nötig macht.

AUFGABENSTELLUNG

[0013] Die AUFGABE für die vorliegende Erfindung ist darin zu sehen, das Antifoulingsystem der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, dass der Aufbau der Gitterstrukturelektrode möglichst einfach ist und im normalen Betrieb keine Korrosion erfährt. Es soll kein zwingendes Erfordernis einer elektrisch leitfähigen Oberfläche des zu schützenden Bauwerks bestehen, trotzdem soll ein besonders effektiver Foulingschutz erreicht werden. Weiterhin soll ein Abbau der Gitterstrukturelektrode ohne einen Einsatz von Personal vor Ort möglich sein. Die erfindungsgemäße LÖSUNG für diese Aufgabe ist dem Anspruch 1 zu entnehmen, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt und im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung näher erläutert.

[0014] Bei dem erfindungsgemäßen Antifoulingsystem ist die Gitterstrukturelektrode formstabil aus einer einzelnen Metallkomponente ausgebildet und damit äußerst einfach, robust und preiswert in ihrem Aufbau. Die Gitterstrukturelektrode ist selbsttragend und verharrt in der gewählten Form. Sie ist in einem solchen Abstandsbereich vor der Oberfläche des zu schützenden Bauwerks angeordnet, dass die Oberfläche im Einflussgebiet einer durch die Elektrolyse hervorgerufenen pH-Wert-Erhöhung des Seewassers liegt, wobei der pH-Wert eine Feldgröße ist. Ein anodischer Schutz der Oberfläche des Bauwerks ist nicht erforderlich. Die Gegenelektrode besteht aus einem Material, bei dem in keinem Modus eine Zersetzung stattfindet, beispielsweise aus einem titanhaltigen Material. Weiterhin ist die Gitterstrukturelektrode elektrisch gegenüber der Oberfläche des Bauwerks isoliert. Somit ist gewährleistet, dass der Strom nur durch die Gitterstrukturelektrode und nicht durch die Oberfläche des Bauwerks fließt. Somit kann das Bauwerk auf seiner Oberfläche sowohl elektrisch leitend als auch elektrisch nichtleitend ausgebildet sein.

[0015] Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Antifoulingsystem eine Vorrichtung zur alternativen Schaltung der Gitterstrukturelektrode vorgesehen, die die Handhabung des Systems besonders vielseitig und einfach gestaltet. Mit dieser Schaltvorrichtung können prinzipiell zwei unterschiedliche Gebrauchsmodi für das erfindungsgemäße Antifoulingsystem eingestellt werden. Zum einen kann ein dauerhafter Betriebsmodus mit einer Schaltung der Gitterstrukturelektrode als Kathode gewählt werden. Durch die Kathodenschaltung ist die Gitterstrukturelektrode vor Zersetzung durch Elektrolyse und damit vor Korrosion geschützt. Es treten keine Verschleißerscheinungen auf, Montagekosten fallen nur einmal an. Dabei wird mit Mitteln eine Einstellung einer erzeugten Stromdichte an der Gitterstrukturelektrode in einem Bereich zwischen 35 und 42 A/m² pro effektiver Oberfläche eine Akkretion von weichem Brucit mit der Mohshärte 2 bis 2,5 an der Gitterstrukturelektrode und ein pH-Wert oberhalb von 9,7 als pH-Wert-Toleranzgrenze von zu bekämpfenden Foulingorganismen im Seewasser auftreten. In dieser Betriebsstellung wird also ein doppelter Antifoulingschutz erreicht. Zum einen durch die Erzielung eines hohen pH-Werts im Seewasser, der oberhalb der Toleranzgrenze der abzuwehrenden Foulingorganismen liegt. Hier sind z. B. die Entenmuscheln (Pollicipes pollicipes) als Hartsubstratbesiedler zu nennen, die bei einem pH-Wert von etwa 8,9 sich selten oder nicht mehr an Oberflächen ansiedeln. Als Feldgröße hat der pH-Wert einen weit reichenden Einfluss und schützt somit auch die hinter der Gitterstrukturelektrode liegende Oberfläche des Bauwerks vor Besiedelung. Foulingorganismen werden von der Besiedelung abgehalten. Die Beaufschlagung mit Gleichstrom induziert einen elektrolytischen Prozess, in dessen Folge sich der pH-Wert an der Metall-Wassergrenzschicht stark erhöht. Die so aufgebaute Barriere können Organismen und deren Larven bei der Verwendung von angepassten Gitterstrukturen nicht oder nur schwer durchdringen. In diesem Beispiel ist eine Verwendung von engen Maschenweiten mit z.B. 0,4 cm zu präferieren, da sich hierdurch die pH-Wert - Erhöhung pro Fläche noch verstärkt.

[0016] Zum anderen bildet sich auf der Gitterstrukturelektrode mit örtlich begrenztem Einfluss ein weicher Belag aus Brucit. Brucit weist eine perfekte Spaltbarkeit in einer Richtung auf und ist somit leicht abscherbar. Foulingorganismen, deren pH-Wert-Toleranz außergewöhnlich hoch ist oder die sich in Ausnahmefällen an eine konstante pH-Wert-Erhöhung gewöhnen können, werden somit kurz nach der Besiedlung der Gitterstrukturelektrode zusammen mit dem weichen Brucit durch die Seewasserbewegung einfach abgewaschen. Ab einem pH-Wert von 9,7 wird bei Elektrolyse Brucit (Mohshärte 2 bis 2,5) abgeschieden. Insbesondere zur Erzeugung von hohen pH-Werten und von Brucit ist eine hohe Stromdichte in einem Bereich von 30 A/m² bezogen auf die effektive Oberfläche der Gitterstrukturelektrode und höher einzustellen. Als Nebeneffekt ist hier noch die teils starke Entwicklung und Freisetzung von Wasserstoff zu nennen, der bei hohen Stromdichten durch die Reduktion der Kationen an der Gitterstruktur entsteht. Diese Wasserstoffentwicklung wirkt sich aufgrund der Unverträglichkeit mit anzusiedelnden Organismen im näheren Umfeld ebenfalls positiv für das Antifouling aus.

[0017] Der zweite Gebrauchsmodus bei der Erfindung nach dem dauerhaften Betriebsmodus I ist ein temporärer Demontagemodus mit einer Schaltung der Gitterstrukturelektrode als Anode mit Mitteln zur Einstellung einer Stromdichte zwischen 40 und 45 A/m² pro effektiver Oberfläche der Gitterstrukturelektrode durch die Gleichstromquelle, sodass eine zersetzende Oxidation zur vollständigen Auflösung der Gitterstrukturelektrode stattfindet. Durch eine einfache Umpolung der Stromquelle wird die Gitterstrukturelektrode zur Anode und unterliegt dadurch während der Elektrolyse dem Abbau. Durch den Aufbau aus einer einzelnen Metallkomponente der Gitterstruktur ist ein vollständiger Abbau schnell und problemlos möglich. Somit kann die Gitterstrukturelektrode durch einfaches Umpolen der Gleichstromquelle vollständig entfernt werden, ohne dass Personal vor Ort erforderlich wäre. Insbesondere bei Anordnungen in unzugänglichen Offshore-Gebieten bedeutet dies einen großen Vorteil. Eine Entfernung kann beispielsweise bei einer - zumindest teilweise vollständige Zerstörung, z.B. durch Zerstörung oder übermäßigen Besetzung von Aufwuchsorganismen der Gitterstrukturelektrode - oder bei einer Entfernung des Bauwerks selbst, erforderlich werden. Dann kann die Gitterstrukturelektrode durch Umpolung einfach aufgelöst und anschließend - bei einem Verbleib des Bauwerks - durch eine neue ersetzt werden. Ggfs. vorhandene elektrische Isolationen der Gitterstrukturelektrode gegenüber dem Bauwerk, beispielsweise Isolatoren, verbleiben am Bauwerk und können dann erneut genutzt werden. Ist die Metallkomponente eisenhaltig, können beim Abbau bzw. bei der Auflösung der Gitterstruktur (jeglicher Größe) keine negativen Auswirkungen erwartet werden, da Eisen als essenzieller Pflanzennährstoff im marinen Milieu limitiert ist. Eine toxische Belastung beim Abbau ist zu jedem Zeitpunkt vermieden. Die Menge der Eisenfreisetzung kann durch die Stromdichte und das hierdurch induzierte Oberflächenpotenzial der als Anode geschalteten Gitterstrukturelektrode gesteuert und damit jederzeit dosiert werden.

[0018] Bei dem Antifoulingsystem nach der Erfindung ist die Gitterstrukturelektrode elektrisch isoliert gegenüber der Oberfläche des zu schützenden Bauwerks. Dies kann einerseits dadurch realisiert sein, dass bereits die Oberfläche des Bauwerks elektrisch nichtleitend ausgebildet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um Bauwerke aus Holz - z.B. hölzerne Hafenpfeiler - oder aus Beton - z.B. Gründungspfeiler von Windkrafträdern - handeln. Bei einer elektrisch leitenden Oberfläche des Bauwerks - z.B. Absperranlagen - können vorteilhaft Isolatoren, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik, oder eine Isoliermatte, beispielsweise aus Kunststoff oder Mineralfaser, zur elektrischen Isolation der Gitterstrukturelektrode gegenüber einer elektrischen leitenden Oberfläche des Bauwerks vorgesehen sein. Im Falle einer nicht leitenden Oberfläche, beispielsweise bei Bauwerken aus Beton oder Holz, kann die Gitterstrukturelektrode bevorzugt auch direkt auf die Oberfläche des Bauwerks aufgelegt werden. Somit wird nicht das gesamte Bauwerk mit seiner elektrisch leitenden Oberfläche bestromt, sondern nur die vorgelagerte Gitterstrukturelektrode, was sich positiv durch einen geringen Stromverbrauch (Niedervoltstrom) auswirkt.

[0019] Die Gitterstrukturelektrode bei der Erfindung ist in einfacher Form aus einer einzelnen Metallkomponente ausgebildet. Vorteilhaft kann es sich dabei um ein einfaches unisoliertes Stahl- oder Drahtgitter handeln, insbesondere kann sogar einfacher Maschendraht aus einem dünnen unisolierten Stahldraht verwendet werden. Die Gegenelektrode kann als Stabelektrode ausgebildet und im Seewasser in einiger Entfernung zur Kathode angeordnet sein. Vorteilhaft kann auch die Gegenelektrode als Gitterelektrode ausgebildet sein. Ebenso kann sie als Flachbandelektrode ausgebildet sein, die vor der flächigen Gitterstrukturelektrode verläuft. Auch die Gegenelektrode ist vorteilhaft biegesteif ausgebildet und verbleibt in einer gebogenen Form.

[0020] Ein besonderer Vorteil des Antifoulingsystems nach der Erfindung ist seine nachträgliche Montierbarkeit an bestehenden Bauwerken. Bekannte Systeme weisen diesen Vorteil in der Regel nicht auf. Auch eine modulartige Erweiterung des Antifoulingsystems nach der Erfindung durch Verbindung mehrerer Gitterstrukturelektroden und Gegenelektroden ist vorteilhaft ebenfalls möglich. Dies kann bei Veränderung oder Erweiterung des zu schützenden Bauwerks oder bei einer zunächst nur teilweisen Bedeckung des Bauwerks mit dem Antifoulingsystem von Vorteil sein. Dabei ist es grundsätzlich für die Montierbarkeit sehr vorteilhaft, wenn die Gitterstrukturelektrode und/oder die Gegenelektrode biegbar ausgebildet sind. Aufgrund der Formstabilität der Gitterstrukturelektrode verbleibt diese in jeder Position, kann also selbsttragend angeordnet werden. Durch die Biegbarkeit kann die Gitterelektrode darüber hinaus optimal an die Form des zu schützenden Bauwerks angepasst werden. Auch kritische Stellen können so mit der Gitterstrukturelektrode bedeckt werden. Gleiches gilt für die Gegenelektrode, wenn diese ebenfalls biegbar ausgebildet ist. Dabei ist die Biegung reversibel, sodass Formveränderungen im Betrieb oder auch Mehrfachanwendungen - wenn kein Abbau der Gitterelektrode durch Umpolung vorgesehen ist - möglich sind. Weiterhin ist insbesondere bei der Verwendung von einfachem Maschendraht zur Ausgestaltung der Gitterelektrode deren Formstabilität nicht sehr stark ausgeprägt. Dann kann es vorteilhaft sein, wenn die Gitterstrukturelektrode aus Stahl- oder Drahtgitter eine statische Fältelung aufweist. Nach der Art einer Leichtbaukonstruktion wird durch diese Maßnahme eine wesentliche Erhöhung der Steifigkeit und damit der mechanischen Stabilität erreicht. Dadurch kann die primäre leitende Gitterstrukturelektrode sehr dünn und somit der Eintrag von Fremdmaterial in das umgebene Milieu sehr gering gehalten werden. Weiterhin kann die formstabile, aber biegbare Gitterstrukturelektrode an gekrümmte Oberflächen des zu schützenden Bauwerks angepasst werden. Eine Anpassung von biegbarem, aber formstabilen Maschendraht an gebogene Formen, z.B. ein Wellenbrecher, ist problemlos möglich. Gleiches gilt für die Gegenelektrode. Weiterhin können vorteilhaft eine zylinderförmige Ausbildung der Gitterstrukturelektrode und/oder eine ringförmige Ausbildung der Gegenelektrode vorgesehen sein, wobei die Gegenelektrode konzentrisch zur Gitterstrukturelektrode angeordnet ist. Damit können beide Elektroden beispielsweise vorteilhaft an die runde Form eines Gründungspfeilers einer Windkraftanlage angepasst werden. Möglich ist dabei eine konzentrische Anordnung von Gitterstrukturelektrode und Gegenelektrode: die Gitterstrukturelektrode wird um den Gründungspfeiler herumgelegt, die Gegenelektrode wird dann als Flachbandring mit einem etwas größeren Durchmesser darüber befestigt. Bei einem tief im Wasser stehenden Gründungspfeiler können dabei mehrere Gegenelektroden in einem entsprechenden Abstand zueinander über der Höhe des Gründungspfeilers vorgesehen sein.

[0021] Insbesondere bei einer Anordnung des Antifoulingsystems nach der Erfindung an einem Gründungspfeiler einer Windkraftanlage in einem unzugänglichen Offshore-Gebiet ist eine autarke Stromversorgung der Elektroden von besonderem Vorteil. Vorteilhaft kann bei der Erfindung daher eine photovoltaisch gespeiste Gleichstromquelle verwendet werden. Die Anordnung von Photovoltaikelementen im Überwasserbereich der Windkraftanlage ist problemlos möglich. Oft befinden sich bereits dort derartige Anlagen zur Stromversorgung anderer Aggregate. Ebenso ist aber auch eine Stromversorgung aus einer anderen regenerativen Quelle, beispielsweise über den Transformator des Windgenerators, problemlos möglich und führt zur Lieferung des regelbaren erforderlichen Gleichstroms.

[0022] Die zu verwendenden Bauteile bei dem Antifoulingsystem nach der Erfindung sind im Vergleich der anderen Antifouling-Lösungen relativ preiswert und stellen mit dem geringen Stromverbrauch (Niedervoltstrom) eine relativ kostengünstige Alternative dar. Es werden keine Chemikalien oder andere schädliche Stoffe, insbesondere Toxine, eingesetzt. Das Antifoulingsystem nach der Erfindung ist nahezu verschleißfrei, es muss nicht - wie es bei bekannten Antifoulinganstrichen der Fall ist - regelmäßig erneuert werden. Bei Bedarf kann das Antifoulingsystem ohne Personalaufwand vor Ort einfach entfernt werden.

[0023] Mechanische Schäden können einfach repariert werden. Eine lokale Ausbesserung von beispielsweise Kurzschlüssen ist durch Wartungspersonal ohne weiteres durchführbar. Bei herkömmlichen Antifoulinganstrichen auf einer Isolationsschicht auf einem metallischen Schiffsrumpf sind solche Beschädigungen nur durch eine vollständige Erneuerung des Anstrichs heilbar. Optional können in einem dritten Modus, dem temporären Reparaturmodus, teilweise Beschädigungen der Gitterstrukturelektrode, die beispielsweise durch Krafteinwirkung oder auch durch Abbau der Gitterstrukturelektrode als Anode auftreten, repariert werden. Die Reparatur erfolgt durch bewusste Anlagerung von Aragonit, das jedoch elektrisch nichtleitend ist und damit den elektrischen Widerstand im Stromkreis erhöht. Eine derartige Ausbesserung ist also als temporäre Maßnahme anzusehen, die das Antifoulingsystem vor größeren Beschädigungen bis zum Eintreffen von Wartungspersonal schützt. Nach der Ausbesserung kann das Aragonit durch kurzfristige Einschaltung des zweiten Modus dann wieder einfach entfernt werden. Zur temporärem Stabilisierung durch Aragonit ist noch ein Stromfluss durch die Gitterstrukturelektrode erforderlich, sodass nur beginnende Beschädigungen repariert werden können. Derartige Beschädigungen können beispielsweise durch einfache Strommessungen im Stromkreis detektiert werden. Ein ansteigender Betriebsstrom ist ein Anzeichen für einen größer werdenden Widerstand und damit für eine beginnende Beschädigung. Im Reparaturmodus wird die Gitterstrukturelektrode als Kathode mit Mitteln zur Einstellung einer Stromdichte von 30 A/m² pro effektiver Oberfläche der Gitterstrukturelektrode durch die Gleichstromquelle geschaltet, sodass eine Akkretion von hartem Aragonit mit der Mohshärte 3,5 bis 4,5 an der Gitterstrukturelektrode zum Schutz der beschädigten Bereiche auftritt. Mechanische Schwachstellen werden somit durch die Anlagerung von hartem Kalk temporär wieder stabilisiert. Der erhöhte Widerstand durch den nichtleitenden Kalk wird durch Auflösung des Aragonits im zweiten Gebrauchsmodus nach der eigentlichen Reparatur wieder kompensiert.

[0024] Schließlich ist noch anzumerken, dass die Wirkung des hier beschriebenen Antifoulingsystems nach der Erfindung örtlich stark begrenzt ist und daher keine Gefahr für angrenzende eventuell empfindliche Materialien, wie z. B. an Booten in Hafengebiete, oder für Menschen, die sich im Wasser aufhalten, bedeutet. Toxische Komponenten sind zudem bei der Erfindung vollständig vermieden. Weitere Details zu dem Antifoulingsystem nach der Erfindung sind dem nachfolgenden speziellen Beschreibungsteil zu entnehmen.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

[0025] Ausbildungsformen des elektrochemischen Antifoulingsystems nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematischen Figuren zum weiteren Verständnis der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

FIGUR 1

eine Ansicht auf das elektrochemische Antifoulingsystem bei einer Anordnung an einem Gründungspfeiler,

FIGUR 2

einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Figur 1 und

FIGUR 3

eine Ansicht auf einen Modulaufbau des elektrochemischen Antifoulingsystems an mehreren Pfeilern.

[0026] Die FIGUR 1 zeigt in der Ansicht das elektrochemische Antifoulingsystem 01 nach der Erfindung zur Bekämpfung des Anheftens von Foulingorganismen an einem seewasserbenetzten Bauwerk 02. Dabei handelt es sich im gewählten Ausführungsbeispiel um einen Gründungspfeiler 03 beispielsweise eines Windkraftrades, der offshore im Seewasser 04 aufgestellt ist. Das Antifoulingsystem 01 weist eine Gitterstrukturelektrode 05 und zwei Gegenelektroden 06 sowie eine einstellbare Gleichstromquelle 07 in einem Gleichstromkreis 23 auf. Die Gitterstrukturelektrode 05 ist formstabil und aus einer einzelnen Metallkomponente aufgebaut. Es werden keine Materialkombinationen, beispielsweise aus einzelnen Adern, leitenden Folienkernen, elektrisch isolierenden Füllstoffen und elektrisch leitenden Umhüllungen, verwendet. Im Ausführungsbeispiel besteht die Gitterstrukturelektrode 05 aus einem einfachen unisolierten Stahl- oder Drahtgitter 08 aus einem eisenhaltigen Stahldraht. Die Gegenelektroden 06 bestehen aus einem korrosionsbeständigen Material, beispielsweise aus Titan oder einer Titanlegierung.

[0027] Die Gitterstrukturelektrode 05 ist biegbar und im gezeigten Ausführungsbeispiel der Form des zu schützenden Bauwerks 02 angepasst. Die Gitterstrukturelektrode 05 umschließt den Gründungspfeiler 03 (Durchmesser beispielsweise in einem Bereich von 1,5 m) ab der Wasserlinie 09 abwärts, beispielsweise über eine Höhe in einem Bereich von 3 m. Dieser Bereich ist durch die Wellenbewegung teilweise auch belüftet und unterliegt daher besonders dem Fouling. Die Gegenelektroden 06 sind ebenfalls der Form des Gründungspfeilers 03 angepasst und als den Gründungspfeiler 03 konzentrisch umschließende, ringförmige Flachbandelektroden 10 ausgebildet. Die Gegenelektrode 06 kann beispielsweise aus einem titanhaltigen Material bestehen und damit korrosionsbeständig gegenüber der Elektrolyse sein. Weitere Konstruktionsdetails des Antifoulingsystems 01 nach der Erfindung sind der FIGUR 2 zu entnehmen.

[0028] In der FIGUR 1 ist weiterhin eine Vorrichtung 11 zur alternativen Schaltung des Antifoulingsystems 01 in unterschiedliche Gebrauchsmodi dargestellt. Diese Vorrichtung 11 ist mit der Stromquelle 07 verbunden und verändert deren Stromstärke bzw. Polung. Dabei ist die Anordnung der Vorrichtung 11 nur schematisch dargestellt. Sie kann sich auch weiter oberhalb auf dem Bauwerk 02 befinden. Die Bedienung kann über einen Sender telemetrisch von weit außerhalb erfolgen. Die Stromquelle 07 kann beispielsweise von einem Photovoltaikmodul unter Ausnutzung regenerativer Sonnenenergie am Bauwerk 02 gespeist werden.

[0029] Folgende Gebrauchsmodi werden bei dem Antifoulingsystem 01 nach der Erfindung gewählt und durch die Einstellung des Stroms erreicht:

I DAUERHAFTER BETRIEBSMODUS

[0030] In diesem Modus ist die Gitterstrukturelektrode 05 als Kathode (-) und die Gegenelektroden 06 als Anode (+) geschaltet. Es wird ein so hoher Strom J (Einheitszeichen A) eingestellt, dass sich im Umfeld der als Kathode (-) geschalteten Gitterstrukturelektrode 05 eine starke pH-Wert-Erhöhung ergibt, die die pH-Wert-Toleranzgrenze von potenziellen Foulingorganismen überschreitet, sodass diese abgewehrt werden. Weiterhin ist die Stromdichte J bezogen auf die Oberfläche der als Kathode (-) geschalteten Gitterstrukturelektrode 05 so hoch gewählt, dass weiches, abscherfähiges Brucit an der Gitterstrukturelektrode 05 ausfällt, auf dem die Organismen sich nicht anheften können bzw. zusammen mit diesem abgleiten (Parameterwerte sind beispielhaft in der FIGUR 1 aufgezeigt). Im Betriebsmodus wird also ein besonders effektiver doppelter Foulingschutz erreicht.

II TEMPORÄRER DEMONTAGEMODUS

[0031] In diesem Modus ist die Gitterstrukturelektrode 05 als Anode (+) und die Gegenelektroden 06 als Kathode (-) geschaltet. Die Stromquelle 07 wird umgepolt, der Stromfluss kehrt sich um. In diesem Modus findet eine zersetzende Oxidation an der als Anode (+) geschalteten Gitterstrukturelektrode 05 statt. Dabei wird die einzelne Metallkomponente, aus der die Gitterstrukturelektrode 05 besteht, völlig aufgelöst, sodass die Gitterstrukturelektrode 05 völlig entfernt wird. Deren Demontage ist somit ohne Personaleinsatz vor Ort möglich. Die Schnelligkeit der Zersetzung ist abhängig von der gewählten Stärke des Stroms J und steigt mit dieser an. Mit höherem Strom J wird wiederum ein höherer pH-Wert erreicht, der zwar zu einem Foulingschutz führt, der aber bei der Demontage der Gitterstrukturelektrode 05 nicht mehr von Bedeutung ist. Auch dieser Modus kann nur temporär gewählt werden.

[0032] An den Gegenelektroden 06 finden im Demontagemodus die oben beschriebenen Vorgänge statt. Eine Zersetzung der Gegenelektroden 06 findet aufgrund der Materialwahl in keinem Modus statt, sodass die Gegenelektroden 06 nach der Demontage der Strukturelektrode 05 am Bauwerk 02 verbleiben. Da sie aber in der Regel keine große Ausdehnung aufweisen, ist ihr Verbleib nicht störend. Im Fall der Montage einer neuen Gitterstrukturelektrode 05 können die Gegenelektroden 06 problemlos wieder verwendet werden, sodass ihr Verbleiben sogar von Vorteil ist. Gleiches gilt für verbleibende Isolationselemente für die Gitterstrukturelektrode 05

[0033] Optional kann bei dem Antifoulingsystem 01 nach der Erfindung noch ein weiterer Gebrauchsmodus vorgesehen sein:

III TEMPORÄRER REPARATURMODUS

[0034] In diesem Modus können Beschädigungen der Gitterstrukturelektrode 05, die aber nicht zu einer Unterbrechung des Stromkreises geführt haben, konstruktiv ausgeglichen werden. Vorteil ist hierbei eine zeitweise Stabilisierung der Gitterstrukturelektrode 05 bis zum Eintreffen von Wartungspersonal, die die Beschädigung dann beispielsweise durch Ersatzgitter beheben. Die Stärke des Stroms J bzw. die Stromdichte j wird im Reparaturmodus III so weit reduziert, bis hartes Aragonit an der weiterhin als Kathode (-) geschalteten Gitterstrukturelektrode 05 ausfällt und diese wieder stabilisiert. Der pH-Wert sinkt dabei, sodass kein effektiver Foulingschutz mehr gewährleistet ist. Dieser Modus ist daher nur temporär zu wählen und dient der Reparatur der als Kathode (-) geschalteten Gitterstrukturelektrode 05 ohne Personaleinsatz vor Ort. Anschließend kann durch temporäres Fahren des Gebrauchsmodus II abgelagertes Aragonit wieder entfernt werden.

[0035] Die FIGUR 2 zeigt das Antifoulingsystem 01 im Querschnitt durch das Bauwerk 02, dem Gründungspfeiler 03, im Detail. Dabei ist die Gitterstrukturelektrode 05 in einem solchen Abstandsbereich 12 vor der Oberfläche 13 des Gründungspfeilers 03 angeordnet, dass die Oberfläche 13 im Einflussgebiet 14 der durch die Elektrolyse hervorgerufenen pH-Wert-Erhöhung des Seewassers 04 liegt, sodass aufgrund der starken pH-Wert-Erhöhung unter Elektrolyse ein Anheften von Foulingorganismen mit einer geringeren pH-Wert-Toleranz verhindert wird. Weiterhin weist die Gitterstrukturelektrode 05 eine elektrische Isolation 24 gegenüber der Oberfläche 13 des Gründungspfeilers 03 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Gründungspfeiler 03 aus einem elektrisch leitenden Material, sodass die Gitterstrukturelektrode 05 auf Isolatoren 15 angeordnet ist (vergleiche Ausschnitt A in FIGUR 2). Anstelle der Isolatoren 15 kann auch eine Isoliermatte 16 (vergleiche Ausschnitt B in FIGUR 2) verwendet werden, auf die die Gitterstrukturelektrode 05 direkt aufgelegt ist. Im Falle einer elektrisch isolierenden Oberfläche 25 kann die Gitterstrukturelektrode 05 direkt auf die Oberfläche 13 des Bauwerks 02 aufgelegt werden (vergleiche Ausschnitt C in FIGUR 2). Der Abstandsbereich 12 geht dann gegen Null, sodass die pH-Wert-Erhöhung im Einflussgebiet 14 auf jeden Fall die Oberfläche 13 des Gründungspfeilers 03 erfasst und diesen vor Fouling schützt. Die Gegenelektroden 06 sind ringförmig ausgebildet und mit einem feldaufbauenden Abstand 17 zur Gitterstrukturelektrode 05 auf weiteren Isolatoren 18 angeordnet.

[0036] Die FIGUR 3 zeigt die Anordnung des Antifoulingsystems 01 nach der Erfindung im besonders exponierten Foulingbereich 19 an mehreren Stützpfeilern 20 und Strebepfeilern 21 beispielsweise einer Bohrplattform. Zu erkennen ist der modulartige Aufbau des Antifoulingsystems 01 mit mehreren Gitterstrukturelektroden 05 und Gegenelektroden 06 und deren Anpassung an die jeweilige Form der Stützpfeiler 20 und Strebepfeiler 21. Im rechten Teil der FIGUR 3 ist eine direkte Verbindung 22 von zwei Gitterstrukturelektroden 05 gezeigt. Im linken Teil der FIGUR 3 ist eine einzelne Anordnung gezeigt. Alle gezeigten Elektroden können in einem gemeinsamen Stromkreis eingebunden sein oder in getrennten Stromkreisen versorgt werden.

[0037] Abschließend sind die Werte für die einzustellende Stromdichte bei dem Antifoulingsystem nach der Erfindung angegeben.

Gebrauchsmodus	Stromdichte j (A/m2) pro effektiver Gitterfläche (abhängig von den verwendeten Gitterstärken)
I - Betriebsmodus	35 - 42 Bemerkung: bei diesen Stromdichten erfolgt eine Brucitabscheidung. Eine reine pH-Wert-Erhöhung erfolgt bereits bei Stromdichten in einem Bereich von 22 bis 28 A/m2.
II - Demontagemodus	40 - 45
III - Reparaturmodus	30

BEZUGSZEICHENLISTE

[0038] 

01

elektrochemisches Antifoulingsystem

02

seewasserbenetztes Bauwerk

03

Gründungspfeiler

04

Seewasser

05

Gitterstrukturelektrode

06

Gegenelektrode

07

einstellbare Gleichstromquelle

08

unisolierter Maschendraht

09

Wasserlinie

10

Ringelektrode

11

Vorrichtung zur alternativen Schaltung von 01

12

Abstandsbereich zwischen 05 - 13

13

Oberfläche von 02, 03

14

Einflussgebiet Elektrolyse mit pH-Wert-Erhöhung

15

Isolator

16

Isoliermatte

17

Abstand zwischen 06 - 05

18

weiterer Isolator

19

Foulingbereich

20

Stützpfeiler

21

Strebepfeiler

22

Verbindung von 05 - 05

23

Gleichstromkreis

24

elektrische Isolation

25

elektrisch isolierende Oberfläche

Ansprüche

1. Elektrochemisches Antifoulingsystem (1), geeignet zur Bekämpfung des Anheftens von Foulingorganismen an seewasserbenetzten Bauwerken (02, 03), mit einem Gleichstromkreis (23) zur Erzeugung von Elektrolyse im Seewasser (04) mit einer Gitterstrukturelektrode (05), zumindest einer dazu beabstandeten, gegenpolig geschalteten Gegenelektrode (06) und einer einstellbaren Gleichstromquelle (07),
GEKENNZEICHNET DURCH

• eine selbsttragende und in einer gewählten Form verharrende Ausbildung zumindest der Gitterstrukturelektrode (05) aus einer einzelnen Metallkomponente für die Gitterstruktur,

• eine Ausbildung der Gegenelektrode (06) aus einem Material, bei dem in keinem Modus eine Zersetzung stattfindet,

• Mittel zur Anordnung der Gitterstrukturelektrode (05) in einem solchen Abstandsbereich (12) vor der Oberfläche (13) eines zu schützenden Bauwerks (02), dass die Oberfläche (13) im Einflussgebiet (14) einer durch die Elektrolyse hervorgerufenen pH-Wert-Erhöhung des Seewassers (04) liegt, wobei der pH-Wert eine Feldgröße ist,

• Mittel zur elektrischen isolation (24) der Gitterstrukturelektrode (05) gegenüber der Oberfläche (13) des Bauwerks (02, 03) und

• eine Vorrichtung (11) zur alternativen Schaltung der Gitterstrukturelektrode (05) in einen

I. dauerhaften Betriebsmodus mit Mittel zur Schaltung der Gitterstruktur-elektrode (05) als Kathode und Mitteln zur Einstellung einer Stromdichte in einem Bereich zwischen 35 und 42 A/m² pro effektiver Oberfläche der Gitterstrukturelektrode (05) durch die Gleichstromquelle (07), sodass eine Akkretion von weichem Brucit mit der Mohshärte 2 bis 2,5 an der Gitterstrukturelektrode (05) und ein pH-Wert oberhalb von 9,7 als pH-Wert-Toleranzgrenze von zu bekämpfenden Foulingorganismen im Seewasser (04) auftreten,
und nach dem dauerhaften Betriebsmodus I in einen

II. temporären Demontagemodus mit Mittel zur Schaltung der Gitterstruktur-elektrode (05) als Anode und Mitteln zur Einstellung einer Stromdichte zwischen 40 und 45 A/m² pro effektiver Oberfläche der Gitterstrukturelektrode (05) durch die Gleichstromquelle (07), sodass eine zersetzende Oxidation zur vollständigen Auflösung der Gitterstrukturelektrode (05) stattfindet.

2. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach Anspruch 1,
GEKENNZEICHNET DURCH
Isolatoren (15) oder eine Isoliermatte (16) zur elektrischen Isolation (23) der Gitterstrukturelektrode (05) gegenüber einer elektrischen leitenden Oberfläche (13) des Bauwerks (02).

3. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach Anspruch 1 oder 2, GEKENNZEICHNET DURCH
eine Ausbildung der Gitterstrukturelektrode (05) aus einem unisoliertem Stahl- oder Drahtgitter (08) als Metallkomponente.

4. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine Ausbildung der Gegenelektrode (06) als Gitter- oder Flachbandelektrode (10).

5. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine biegbare Ausbildung von Gitterstrukturelektrode (05) und Gegenelektrode (06).

6. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach Anspruch 5,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine Fältelung zumindest der Gitterstrukturelektrode (05) aus unisoliertem Stahl- oder Drahtgitter (08).

7. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine Formanpassbarkeit der Gitterstrukturelektrode (05) und der Gegen-elektrode (05) an gekrümmte Oberflächen (13) eines zu schützenden Bauwerks (02, 03).

8. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach Anspruch 7,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine zylinderförmige Ausbildung der Gitterstrukturelektrode (05) und eine ringförmige Ausbildung der Gegenelektrode (06), wobei die Gegenelektrode (06) konzentrisch zur Gitterstrukturelektrode (05) angeordnet ist.

9. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine modulartige Erweiterbarkeit durch Verbindung (22) mehrerer Gitterstrukturelektroden (05) und Gegenelektroden (06).

10. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine photovoltaisch oder anderweitig regenerativ gespeiste Gleichstromquelle (07).

11. Elektrochemisches Antifoulingsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
GEKENNZEICHNET DURCH
eine Vorrichtung (11) zur alternativen Schaltung der Gitterstrukturelektrode (05) als Kathode in einen

III. einen temporären Reparaturmodus für beschädigte Bereiche der Gitterstrukturelektrode (05) mit Mitteln zur Einstellung einer Stromdichte von 30 A/m² pro effektiver Oberfläche der Gitterstrukturelektrode (05) durch die Gleichstromquelle (07), sodass eine Akkretion von hartem Aragonit mit der Mohshärte 3,5 bis 4,5 an der Gitterstrukturelektrode (05) zum Schutz der beschädigten Bereiche auftritt.

Claims

1. An electrochemical anti-fouling system (1), suitable for combating the adhesion of fouling organisms to seawater-wetted constructions (02, 03), having a d.c. circuit (23) for generating electrolysis in the seawater (04) with a grid structure electrode (05), at least one counter electrode (06) which is spaced apart from the latter and is connected in an opposite-poled manner, and an adjustable d.c. source (07),
characterised by

- a self-supporting formation, which remains in a selected shape, at least of the grid structure electrode (05), consisting of a single metal component for the grid structure,

- a formation of the counter electrode (06) consisting of a material with which no decomposition takes place in any mode,

- means for arranging the grid structure electrode (05) in such a distance range (12) in front of the surface (13) of a construction (02) to be protected that the surface (13) lies in the area of influence (14) of an increase in pH of the seawater (04) which is brought about by the electrolysis, wherein the pH is a field variable,

- means for electrical insulation (24) of the grid structure electrode (05) from the surface (13) of the constructions (02, 03), and

- a device (11) for alternatively switching the grid structure electrode (05) into a

I. long-term operating mode with means for switching the grid structure electrode (05) as a cathode and means for adjusting a current density in a range between 35 and 42 A_/m² per effective surface of the grid structure electrode (05) by means of the d.c. source (07), so that an accretion of soft brucite with a Mohs hardness of 2 to 2.5 occurs on the grid structure electrode (05) and a pH above 9.7 occurs in the seawater (04) as the pH tolerance limit of fouling organisms to be combated,
and after long-term operating mode I, into a

II. temporary disassembly mode with means for switching the grid structure electrode (05) as an anode and means for adjusting a current density between 40 and 45 A/m² per effective surface of the grid structure electrode (05) by means of the d.c. source (07), so that a decomposing oxidation takes place to completely dissolve the grid structure electrode (05).

2. The electrochemical anti-fouling system according to Claim 1,
characterised by
insulators (15) or an insulation mat (16) for electrical insulation (23) of the grid structure electrode (05) from an electrically conductive surface (13) of the construction (02).

3. The electrochemical anti-fouling system according to Claim 1 or 2,
characterised by
a formation of the grid structure electrode (05) from uninsulated steel or wire grid (08) as the metal component.

4. The electrochemical anti-fouling system according to one or more of the preceding claims,
characterised by
a formation of the counter electrode (06) as a grid or flat strip electrode (10).

5. The electrochemical anti-fouling system according to one or more of the preceding claims,
characterised by
a flexible formation of the grid structure electrode (05) and the counter electrode (06).

6. The electrochemical anti-fouling system according to Claim 5,
characterised by
crimping of the grid structure electrode (05) consisting of uninsulated steel or wire grid (08).

7. The electrochemical anti-fouling system according to one of Claims 3 to 5,
characterised by
an ability for the grid structure electrode (05) and the counter electrode (05) to adapt their shape to curved surfaces (13) of the construction (02, 03) to be protected.

8. The electrochemical anti-fouling system according to Claim 7,
characterised by
a cylindrical formation of the grid structure electrode (05) and an annular formation of the counter electrode (06), wherein the counter electrode (06) is arranged concentrically to the grid structure electrode (05).

9. The electrochemical anti-fouling system according to one or more of the preceding claims,
characterised by
a module-like expandability by means of the connection (22) of a plurality of grid structure electrodes (05) and counter electrodes (06).

10. The electrochemical anti-fouling system according to one or more of the preceding claims,
characterised by
a photovoltaically or otherwise renewably supplied d.c. source (07).

11. The electrochemical anti-fouling system according to one or more of the preceding claims,
characterised by
a device (11) for alternatively switching the grid structure electrode (05) as a cathode into a

III. temporary repair mode for damaged regions of the grid structure electrode (05) with means for adjusting a current density of 30 A/m² per effective surface of the grid structure electrode (05) by means of the d.c. source (07), so that an accretion of hard aragonite with a Mohs hardness of 3.5 to 4.5 occurs on the grid structure electrode (05) to protect the damaged regions.

Revendications

1. Système antisalissure électrochimique (1), adapté pour prévenir l'adhérence d'organismes salissants sur les constructions mouillées par l'eau de mer (02, 03), avec un circuit à courant continu (23) pour produire une électrolyse dans l'eau de mer (04), avec une électrode à structure de grille (05), au moins une contre-électrode (06) espacée de celle-ci et montée avec une polarité inverse, et une source de courant continu (07),
caractérisé par

- le fait qu'au moins l'électrode à structure de grille (05) est conçue de façon autoportante et apte à garder une forme choisie, à partir d'un seul composant métallique pour la structure de grille,

- le fait que la contre-électrode (06) est formée à partir d'un matériau ne subissant aucune décomposition dans aucun mode,

- des moyens pour agencer l'électrode à structure de grille (05) dans une telle plage de distance (12) devant la surface (13) d'une construction à protéger (02), que la surface (13) se trouve dans la zone d'influence (14) d'une augmentation de la valeur de pH de l'eau de mer (04) provoquée par l'électrolyse, où la valeur de pH est une grandeur de champ,

- des moyens (24) pour l'isolation électrique de l'électrode à structure de grille (05) par rapport à la surface (13) de la construction (02, 03), et

- un dispositif (11) pour la connexion alternative de l'électrode à structure de grille (05) dans

I. un mode de fonctionnement durable, avec des moyens pour la connexion de l'électrode à structure de grille (05) en tant que cathode, et des moyens pour le réglage de la densité de courant dans une plage entre 35 et 42 A/m² par surface effective de l'électrode à structure de grille (05), par la source de courant continu (07), de manière à obtenir une accrétion de brucite tendre, avec une dureté Mohs entre 2 et 2,5 sur l'électrode à structure de grille (05), et une valeur de pH supérieure à 9,7 en tant que seuil de tolérance de valeur de pH pour les organismes salissants à éliminer dans l'eau de mer (04),
puis, suite au mode de fonctionnement durable, dans

II. un mode de démontage temporaire, avec des moyens pour la connexion de l'électrode à structure de grille (05) en tant qu'anode, et des moyens pour le réglage d'une densité de courant entre 40 et 45 A/m² par surface effective de l'électrode à structure de grille (05), par la source de courant (07), de manière à obtenir une oxydation de décomposition pour la dissolution complète de l'électrode à structure de grille (05).

2. Système antisalissure électrochimique selon la revendication 1,
caractérisé par
des isolateurs (15) ou un tapis d'isolation (16), pour l'isolation électrique (23) de l'électrode à structure de grille (05) par rapport à une surface conductrice électrique (13) de la construction (02).

3. Système antisalissure électrochimique selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
l'électrode à structure de grille (05) est conçue à partir d'un grillage en fil de fer ou en acier (08) en tant que composant métallique.

4. Système antisalissure électrochimique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la contre-électrode (06) est conçue comme une électrode de grille ou à bande plate (10).

5. Système antisalissure électrochimique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'électrode à structure de grille (05) et la contre-électrode (06) sont conçues souples.

6. Système antisalissure électrochimique selon la revendication 5,
caractérisé par
un fronçage au moins sur l'électrode à structure de grille (05), réalisé à partir d'un grillage en fil de fer ou en acier (08) non isolé.

7. Système antisalissure électrochimique selon l'une des revendications 3 à 5,
caractérisé en ce que
l'électrode à structure de grille (05) et la contre-électrode (06) présentent une forme capable de s'adapter aux surfaces voûtées (13) d'une construction à protéger (02, 03).

8. Système antisalissure électrochimique selon la revendication 7,
caractérisé en ce que
l'électrode à structure de grille (05) présente une forme cylindrique, tandis que la contre-électrode (06) présente une forme annulaire, la contre-électrode (06) étant agencée de façon concentrique par rapport à l'électrode à structure de grille (05).

9. Système antisalissure électrochimique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
une possibilité d'agrandissement modulaire par assemblage (22) de plusieurs électrodes à structure de grille (05) et de plusieurs contre-électrodes (06).

10. Système antisalissure électrochimique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé par
une source de courant alternatif (07) alimentée de façon photovoltaïque ou d'une façon autrement régénérative.

11. Système antisalissure électrochimique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé par
un dispositif (11) pour la connexion alternative de l'électrode à structure de grille (05) en tant que cathode dans

III. un mode de réparation temporaire pour les zones endommagées de l'électrode à structure de grille (05), avec des moyens pour le réglage d'une densité de courant de 30 A/m² par surface effective de l'électrode à structure de grille (05), par la source de courant continu (07), de manière à obtenir une accrétion d'aragonite dure, avec une dureté de Mohs entre 3,5 et 4,5, sur l'électrode à structure de grille (05), pour la protection des zones endommagées.

Zeichnung