VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER ELEKTROLYSEANLAGE UND ELEKTROLYSEANLAGE

Abstract

 Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyseanlage (100) zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase, bei dem das Sauerstoff-Produktgas aus einem Elektrolyseur (1), welches auch Wasserstoff als Fremdgas enthält, einem nachgeschalteten Gas-Separator (11) zugeführt wird, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas dem Gas-Separator (11) ein Inertgas (L) zugeführt wird, so dass die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas abgesenkt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Elektrolyseanlage (100).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyseanlage umfassend einen Elektrolyseur zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase. Die Erfindung betrifft weiterhin eine solche Elektrolyseanlage.

[0002] Wasserstoff wird heutzutage beispielsweise mittels Proton Exchange Membrane (PEM)-Elektrolyse oder alkalischer Elektrolyse erzeugt. Die Elektrolyseure produzieren mit Hilfe elektrischer Energie Wasserstoff und Sauerstoff aus dem zugeführten Wasser.

[0003] Ein Elektrolyseur weist dabei in der Regel eine Vielzahl von Elektrolysezellen auf, welche benachbart zueinander angeordnet sind. Mittels der Wasserelektrolyse wird in den Elektrolysezellen Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Bei einem PEM-Elektrolyseur wird typischerweise anodenseitig destilliertes Wasser als Edukt zugeführt und an einer protonendurchlässigen Membran (engl.: "Proton-Exchange-Membrane"; PEM) zu Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Das Wasser wird dabei an der Anode zu Sauerstoff oxidiert. Die Protonen passieren die protonendurchlässige Membran. Kathodenseitig wird Wasserstoff produziert. Das Wasser wird dabei in der Regel von einer Unterseite in den Anodenraum und/oder Kathodenraum gefördert.

[0004] Dieser Elektrolyseprozess findet in dem so genannten Elektrolysestack, zusammengesetzt aus mehreren Elektrolysezellen, statt. In dem unter DC Spannung stehenden Elektrolysestack wird als Edukt Wasser eingebracht, wobei nach dem Durchlauf durch die Elektrolysezellen zwei Fluidströme, bestehend aus Wasser und Gasblasen (Sauerstoff O₂ bzw. Wasserstoff H₂) als austreten. Die jeweilige Trennung der Wasser- und Gasphase in den Fluidströmen erfolgt in Gasabscheidern oder Gas-Separatoren.

[0005] In der Praxis befinden sich im Sauerstoffgasstrom dabei kleine Mengen an Wasserstoff und im Wasserstoffgasstrom kleine Mengen an Sauerstoff. Die Quantität des jeweiligen Fremdgases hängt vom Elektrolyse-Zelldesign ab und variiert auch unter dem Einfluss von Stromdichte, Katalysatorzusammensetzung, Alterung und bei einer PEM-Elektrolyseanlage vom Membranmaterial ab. Systemimmanent ist dabei, dass im Gasstrom des einen Produktgases jeweils das andere Produktgas in sehr geringen Mengen vorliegt. Im weiteren Prozessverlauf werden in der Regel in nachgeschalteten Schritten der Gasreinigung selbst geringe Sauerstoffspuren aus dem Wasserstoff mit zum Teil sehr aufwändigen und kostenintensiven Reinigungsschritten entfernt, insbesondere wenn eine besonders hohe Produktgasqualität gefordert ist, wie dies etwa bei der Nutzung des Wasserstoffs z.B. für Brennstoffzellen der Fall ist.

[0006] Beispielsweise können in einer Elektrolyseanlage zur Gasreinigung der Produktgasströme aus dem Elektrolyseur insbesondere beide Produktgasströme einem jeweiligen, katalytisch aktivierten Rekombinator zugeführt werden, in dem ein Katalysator den Wasserstoff mit dem Sauerstoff zu Wasser rekombinieren lässt (DeOxo-Einheit). Dazu muss der Gasstrom zuvor auf mindestens 80°C aufgeheizt werden, damit die Umsatzraten des Rekombinators ausreichend hoch sind und somit die geforderte Gasreinheit erreicht wird. Die dafür genutzte verfahrenstechnische Anlage ist jedoch teuer und reduziert auf Grund ihres Energiebedarfs den Systemwirkungsgrad der gesamten Elektrolyseanlage. Deswegen ist bereits auf die Reinheit und Qualität der im Elektrolyseur zunächst entstehenden und aus dem Elektrolyseur abgeführten Produktgasströme zu achten, auch um neben Betriebssicherheitsaspekten auch die Kosten und Aufwand für die nachfolgenden Reinigungsschritte noch in vertretbarem Rahmen zu halten.

[0007] Die Reinheit bzw. Qualität der beiden Produktgasströme der ursprünglich im Elektrolyseur produzierten Gase ist dabei von vielen Parametern abhängig und kann sich auch im Laufe des Betriebs einer Elektrolyseanlage ändern. Problematisch und besonders sicherheitsrelevant ist hierbei einerseits, wenn sich die Konzentration von Sauerstoff in Wasserstoff erhöht, andererseits aber auch, wenn sich die Konzentration von Wasserstoff in Sauerstoff erhöht. Wird hier ein bestimmtes Konzentrationslimit überschritten, vor allem im jeweiligen Gas-Separator (Behälter) unmittelbar stromab der Elektrolyse, so kann beispielsweise das produzierte Sauerstoffgas nicht mehr für weitere Zwecke übergeben werden. Steigt der Anteil von Wasserstoff im Sauerstoff-Produktgas weiter, dann kann sogar ein brennbares bzw. explosives Gemisch entstehen. Dann herrscht in dem Gas-Separator (Behälter) ein potenziell gefährlicher Betriebszustand, den es aus Sicherheitsgründen unbedingt zu vermeiden gilt. Dies gilt entsprechend auch auf der Wasserstoffseite.

[0008] Daher ist eine zuverlässige und kontinuierliche Überwachung der Gasqualität der Produktgase im Betrieb des Elektrolyseanlage unerlässlich. Dies gilt in besonderer Weise auch auf der Sauerstoffseite des Elektrolyseurs, das heißt die Überwachung der Konzentration von Wasserstoff als Fremdgas in dem bei der Elektrolyse produzierten Sauerstoff. Die Überwachung und entsprechende Betriebsführung stellt eine wichtige Schutzvorkehrung dar, um kritische Betriebszustände zu erkennen und um Sicherheitsmaßnahmen bis hin zum temporären Abschalten der Elektrolyseanlage zu ergreifen.

[0009] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde bei einer Elektrolyseanlage einen hinsichtlich Sicherheit und Anlageneffizienz verbesserten Betrieb zu ermöglichen.

[0010] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyseanlage zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase, bei dem das Sauerstoff-Produktgas aus einem Elektrolyseur, welches auch Wasserstoff als Fremdgas enthält, einem nachgeschalteten Gas-Separator zugeführt wird, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas dem Gas-Separator ein Inertgas zugeführt wird, so dass die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas abgesenkt wird.

[0011] Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Elektrolyseanlage umfassend einen Elektrolyseur zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase, bei dem das Sauerstoff-Produktgas auch Wasserstoff als Fremdgas enthält, wobei der Elektrolyseur über eine Produktstrom-Leitung für das Sauerstoff-Produktgas an einen Gas-Separator angeschlossen ist und der Gas-Separator über eine Zufuhrleitung an einen Gasbehälter, der zur bedarfsweisen Zufuhr eines Inertgases zu dem Gas-Separator ausgestaltet ist.

[0012] Die in Bezug auf das Verfahren nachstehend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf die Elektrolyseanlage übertragen.

[0013] Die Erfindung geht dabei bereits von der Erkenntnis aus, dass bisherige Betriebskonzepte für Elektrolyseanlagen hinsichtlich der Überwachung und Behebung der kritischer Betriebszustände in Bezug auf die Qualität des erzeugten Sauerstoffs anlagentechnisch aufwändig sind und daher wirtschaftlich erhebliche Nachteile aufweisen.

[0014] Für eine Qualitätsmessung auf der Sauerstoffseite einer Elektrolyseanlage wird in bisherigen Betriebskonzepten üblicherweise die Konzentration von Wasserstoff im Sauerstoff-Produktgas im entsprechenden Gas-Separator gemessen und überwacht. Überschreitet die Konzentration einen vorbestimmten Grenzwert, so wird der Betrieb des Elektrolyseurs angehalten. An dem den Sauerstoff enthaltenden Gas-Separator wird eine Druckentlastung durchgeführt, das heißt dieser Gasbehälterwird vollständig entlüftet und drucklos gestellt. Ein Verwerfen des Sauerstoffgases und ein kompletter Austausch des Gases in dem Gasbehälter ist erforderlich. Durch die Druckenlastung bzw. vollständige Entlüftung auf der Sauerstoffseite muss auch auf der Wasserstoffseite das gesamte wertvolle Wasserstoff-Produktgas im entsprechenden Gas-Separator verworfen werden, insbesondere um dem hohen Differenzdruck durch die Entlüftung entgegenzuwirken und um Systemschäden über der PEM-Membran zu vermeiden. Auch das Wasserstoff-Produktgas wird daher aus dem Behältervolumen des Gas-Separators und eventuellen Zuleitungen des wasserstoffseitigen Gassystems vollständig abgelassen. Hierzu wird der Gas-Separator vollständig entlüftet. Das gesamte Gassystem inklusive der Gas-Separatoren wird anschließend durch eine aufwändige Spülprozedur zur Inertisierung mit Stickstoff aus einem Speicherbehälter im Stickstoff-System der Elektrolyseanlage gespült. Das Stickstoff-System muss für diesen sicherheitsrelevanten Bedarf an Stickstoff entsprechend großvolumig ausgelegt werden, um ausreichend Stickstoff vorzuhalten. Nachdem die Ursache für die kritische Qualität des Sauerstoff-Produktgases behoben ist, wird die Elektrolyse wieder gestartet. Durch das Inertgas Stickstoff im Gassystem muss zunächst auch das neu produzierte Wasserstoff-Produktgas verworfen werden, und zwar solange, bis die gewünschte Gasqualität wieder erreicht ist. Es ist also neben dem Vorhalten eines großvolumigen Stickstoff-Inertisierungssystem und Stickstoffbevorratung gerade auch das Verwerfen des erzeugten Wasserstoff-Produktgases unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten besonders nachteilig.

[0015] Hier setzt die vorliegende Erfindung gezielt an, indem eine kritische Fremdgaskonzentration an Wasserstoff im Sauerstoff-Produktgas, welches sich in dem entsprechenden, dem Elektrolyseur nachgeschalteten Gas-Separator, befindet, dadurch reduziert wird, dass dem Sauerstoff-Produktgas ein Inertgas guter Qualität in gezielter und wohldosierter Weise zugeführt wird. Die gezielte Zufuhr bewirkt im Gas-Separator eine Mischung der Gase, wodurch eine Absenkung der Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff erreicht wird, wobei der Verdünnungseffekt durch die Mischung der Gase ausgenutzt wird. Die Wasserstoffkonzentration reduziert sich allein schon aufgrund des Effekts der innigen Gasmischung und der Verdünnung des Wasserstoffs im Sauerstoff-Produktgas durch die Zufuhr von Inertgas. Dieser Effekt wird bei der Erfindung besonders vorteilhaft ausgenutzt. Somit wird einerseits ein Verwerfen des Sauerstoff-Produktgases im Gas-Separator auf der Sauerstoffseite vermieden, da es bei der hier vorgeschlagenen Prozedur in diesem Behälter verbleibt, wobei ein Behälterdruck aufrechterhalten wird. Das Gasvolumen kann daher beim Wiederanfahren des Elektrolyseurs verwendet werden. Die Sauerstoffausbeute der Elektrolyseanlage erhöht sich, da praktisch kein bereits erzeugter hochwertiger Sauerstoff verworfen wird.

[0016] Von ganz besonderem Vorteil erweist sich aber andererseits, dass auf der Wasserstoffseite ein Verwerfen des wertvollen Wasserstoff-Produktgases im Gas-Separator dadurch ebenfalls vermieden wird. Das Wasserstoff-Produktgas verbleibt bei der hier vorgeschlagenen Prozedur der Erfindung in dem wasserstoffseitigen Behälter des Gas-Separators, wobei ein Behälterdruck aufrechterhalten wird und keine vollständige Entlüftung vorgenommen wird. Vorteilhaft kann hierdurch ein nennenswerter Anstieg des Differenzdruckes zwischen Sauerstoffseite und Wasserstoffseite des Elektrolyseurs, insbesondere über der Membran eines PEM-Elektrolyseurs, gezielt vermieden werden. Das Gasvolumen an Wasserstoff-Produktgas im Gasbehälter, dem wasserstoffseitigen Gas-Separator, kann nunmehr beim Wiederanfahren des Elektrolyseurs verwendet werden, was die Wirtschaftlichkeit erhöht.

[0017] Ebenso kann die aufwändige und vollständige Inertisierung des Gassystems, insbesondere des Gas-Separators, mit Stickstoff entfallen und ein noch erforderliches Stickstoff-System an der Elektrolyseanlage entsprechend kleiner dimensioniert werden.

[0018] In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird das Inertgas komprimiert und unter einem Arbeitsdruck dem Gas-Separator zugeführt. Durch die Komprimierung wird das Inertgas auf das gewünschte Druckniveau des Arbeitsdrucks gebracht, das dadurch flexibel anpassbar ist an den Behälterdruck des Sauerstoff-Produktgases im Gas-Separator je nach aktuellem Betriebszustand und Fahrweise der Elektrolyseanlage. Zur präzisen Einstellung des Arbeitsdrucks auf das gewünschte Druckniveau und die Zufuhr des Inertgases in den Gas-Separator können strömungstechnische Stellelemente verwendet werden, wie beispielsweise Druckminderer, Druckregler, Regelventile oder Blenden, die bevorzugt über eine Mess- und Steuereinrichtung betrieben werden.

[0019] Vorzugsweise wird die Wasserstoffkonzentration in dem Gas-Separator gemessen.

[0020] Die Messung und Überwachung der Wasserstoffkonzentration wird dabei unter Anwendung entsprechend sensitiver Gassensoren durchgeführt, wobei bevorzugt auch Überwachungs- und Kontrolleinheiten für eine selektive Gas-Sensorik zur Anwendung kommen, um die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas zuverlässig "in-situ" zu bestimmen und zu überwachen. Dies gilt einerseits für den regulären Betrieb der Elektrolyseanlage, aber vorteilhafterweise auch während des Verfahrens des Absenkens der Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas unter den gewünschten vorbestimmten, kritischen Grenzwert. Hierdurch werden kritische Betriebszustände im Gas-Separator zuverlässig erkannt und gefährlichen Betriebszuständen, insbesondere hinsichtlich einer Explosionsgefahr durch zündfähige Gasgemische aus Wasserstoff in dem Sauerstoff-Produktgas, kann frühzeitig entgegengewirkt werden.

[0021] Vorzugsweise wird das Inertgas einem druckbeladenen Gasbehälter entnommen. In dem druckbeladenen Gas-Behälter wird mithin Inertgas unter einem Druck eingebracht, gespeichert und bevorratet und für die Verdünnungszwecke in ausreichendem Volumen für den Bedarf vorgehalten. Der druckbeladene Gasbehälter wirkt daher als Speicher oder Vorratsbehälter für das Inertgas und ist entsprechend dimensioniert.

[0022] Somit ist erreicht, dass nur im Bedarfsfall eine Zufuhr von Inertgas zur Verdünnung und Absenkung der Wasserstoffkonzentration vorgenommen wird. Der Gasbehälter ist dabei bevorzugt mit Inertgas guter Qualität, also hoher Reinheit, beladen, das heißt das Inertgas weist eine geringe oder sehr geringe schädigende Fremdgaskonzentration auf. Insbesondere sind wasserlösliche Fremdgasbestandteile in dem Inertgas zu vermeiden, da diese bei Zufuhr in den Gas-Separator sich aufgrund des Phasengemisches in dem Prozesswasser (Edukt) für die weitere Wasserelektrolyse auflösen können und zumindest langfristig nachteilig auf den Betrieb und die Standzeiten der Elektrolyseanlage auswirken. An der Phasengrenze flüssiggasförmig in dem Gas-Separator findet nämlich ein Medienaustausch statt. Für den stationären Zustand kann man annehmen, dass die Gasphase der Produktgase vollständig mit Wasserdampf gesättigt vorliegt.

[0023] In dem Gasbehälter wird ein entsprechenden Gasvorrat an Inertgas gespeichert bzw. vorgehalten. Der Gasbehälter ist als Druckbehälter ausgebildet, der hinsichtlich Volumen entsprechend bedarfsgerecht ausgelegt und konstruktiv angepasst ist. Der Gasbehälter wird vorteilhafterweise im Normalbetrieb des Elektrolyseurs, das heißt bei der elektrochemischen Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, mit Inertgas beladen, so dass ein Gasvorrat an Inertgas mit guter Qualität im Puffertank vorgehalten wird. Es ist auch denkbar, dass im Normalbetrieb des Elektrolyseurs der Gasbehälter kontinuierlich durchströmt wird, so dass jederzeit ein Volumen zur Verfügung steht, sollte die Gasqualität sich über den kritischen Wert einer noch tolerierbaren Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas verschlechtern.

[0024] In vorteilhafter Ausgestaltung wird das Inertgas komprimiert und der Gasbehälter wird mit dem komprimierten Inertgas beladen. Zur Kompression des Inertgases wird bevorzugt ein Kompressor eingesetzt, der ölfrei ist, um die Beladung von ölbasierten Fremdgasbestandteilen in das Inertgas zu vermeiden. Das Druckverhältnis und die Kompressionsleistung sind entsprechend angepasst. Das Inertgas wird vorteilhafterweise bei Atmosphärendruck von dem Kompressor angesaugt und auf das gewünschte Druckniveau, insbesondere zur Beladung des Gasbehälters, komprimiert. Vorteilhafterweise erfolgt die Einbindung des Gasbehälters für Inertgas zur bedarfsweisen Zufuhr von Inertgas zu dem Gas-Separator auf der Sauerstoffseite in das Betriebskonzept der Elektrolyseanlage. Dieser Gasbehälter steht üblicherweise unter einem Arbeitsdruck und enthält Inertgas mit einer guten Qualität bzw. hoher Reinheit bzgl. Fremdgasbestandteilen.

[0025] In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird in einem Reinigungsschritt das Inertgas von wasserlöslichen Fremdbestandteilen, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO₂) oder Schwefeldioxid (SO₂), befreit. Für den Fall, dass die Qualität des Inertgases nicht ausreichend ist, wird bevorzugt eine Gasreinigung durchgeführt, bevor das Inertgas seiner Verwendung zur Reduzierung der Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas Gas-Separator zugeführt wird.

[0026] Auf die Qualität des verwendeten Inertgases wird vorteilhafterweise ein ganz besonderes Augenmerk gelegt, insbesondere dass sich keine ggf. die Elektrolyseanlage schädigenden Fremdgasbestandteile in einer kritischen Konzentration mehr im Inertgas befinden. Beispielsweise wird bei der Verwendung von Luft oder Druckluft als Inertgas durch den Reinigungsschritt vorteilhafterweise dafür gesorgt, dass keine nennenswerten Bestandteile in dem Luft-Inertgas verbleiben, die in Wasser chemisch gelöst werden und/oder die Reaktionen auf der Sauerstoffseite der Elektrolysezelle nachteilig beeinflussen. Hier ist beispielsweise Kohlenstoffdioxid anzuführen. Weitere Bestandteile wie etwa Schwefeldioxid je nach Konzentration in der angesaugten Luft können standortspezifisch eine Rolle spielen, die es im Inertgas zu vermeiden gilt. Für diese Bestandteile ist daher ein geeigneter Reinigungsschritt vorgesehen.

[0027] Hierzu wird vorteilhafterweise in dem Reinigungsschritt das Inertgas mit einem Adsorptionsmittel und/oder einem Absorptionsmittel derart in Kontakt gebracht, dass die wasserlöslichen Fremdgasbestandteile aus dem Inertgas abgeschieden und gebunden werden, so dass Inertgas hoher Reinheit gewonnen wird. Die Ausgestaltung des Reinigungsschritts unter Ausnutzung der Adsorption oder der Absorption oder Kombinationen aus beiden Trennverfahren ist dabei besonders wirksam, um die Fremdgasbestandteile aus dem Inertgas herauszulösen bzw. abzuscheiden. Als Adsorption bezeichnet man die Anreicherung von Stoffen aus Gasen oder Flüssigkeiten an der Oberfläche eines Festkörpers, allgemeiner an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen. Davon unterscheidet sich die Absorption, bei der die Stoffe in das Innere eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit eindringen. Hierdurch kann das Inertgas, beispielsweise basierend auf Luft, mit hoher Reinheit und Qualität gewonnen werden.

[0028] Vorzugsweise wird als Elektrolyseur ein PEM-Elektrolyseur verwendet, wobei ein Differenzdruck zwischen Wasserstoff-Produktgas und dem Sauerstoff-Produktgas derart geregelt wird, dass ein maximaler Druckunterschied über der Proton-Exchange-Membrane nicht überschritten wird.

[0029] Mit einer Differenzdruckregelung einer PEM-basierten Elektrolyseanlage wird insbesondere die Membran geschützt, da die Druckdifferenz zwischen Sauerstoffseite und Wasserstoffseite auf einem zulässigen Sollwert gefahren wird, um einen möglichst hohen Anlagenwirkungsgrad und entsprechende Wasserstoffausbeute zu erzielen bei gleichzeitiger Betriebssicherheit. Über vorhandene Regelventile und Regeleinrichtungen für die Betriebsführung kann vorteilhafterweise der Differenzdruck auch bei der Erfindung weiterhin geregelt werden. Die Druckniveaus können daher auf der Wasserstoffseite und der Sauerstoffseite unterschiedlich sein, solange ein zulässiger Differenzdruck mit Blick auf die Membran beachtet wird, auf den hin geregelt wird. Generell sind Elektrolyseure für den Betrieb im Differenzdruckmodus konzipiert und gut geeignet.

[0030] So kann beispielsweise die Wasserstoffseite mit einem hohen Druck gefahren werden, während die Sauerstoffseite gleichzeitig drucklos in die Atmosphäre entlüftet. Es können sich aber auch sowohl Wasserstoffseite als auch Sauerstoffseite auf einem jeweiligen höheren Arbeitsdruck gegenüber der Atmosphäre befinden.

[0031] Vorzugsweise wird die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff in dem Elektrolyseur, insbesondere nur vorübergehend, angehalten.

[0032] Der Normalbetrieb der Elektrolyseanlage wird also vorteilhafterweise nur so lange unterbrochen, bis durch die Zufuhr von Inertgas guter Qualität und hoher Reinheit aus dem Gasbehälter in den sauerstoffseitigen Gas-Separator zur Verdünnung und Absenkung der Wasserstoffkonzentration unter den Grenzwert erreicht ist. Dadurch ist die benötigte Zeit zur Fehlerbehebung mit einhergehendem Betriebsstillstand des Elektrolyseurs für das Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhafterweise erheblich reduziert gegenüber den herkömmlichen Verfahren. Bei diesen erfolgt ein vollständiges Ablassen sowohl des Sauerstoff-Produktgases als auch des Wasserstoff-Produktgases, wobei der jeweilige Gas-Separator entleert wird. Anschließend wird das Gassystem mit Stickstoff vollständig inertisiert und schließlich die Elektrolyseanlage wieder angefahren bis zum Erreichen bzw. Wiederaufnahme eines Normalbetriebszustands des Elektrolyseurs mit guter Qualität der Produktgase.

[0033] In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird Luft, insbesondere Druckluft, als Inertgas verwendet. Die Verfügbarkeit von Luft bzw. Druckluft ist bei einer Elektrolyseanlage einfach gegeben, da Elektrolyseanlagen üblicherweise bereits über ein Druck-Luft-System verfügen. Somit ist Luft bzw. Druckluft verfügbar, indem zur Besorgung des Inertgases vorteilhaft auf das Druckluft-System zurückgegriffen werden kann. Dies ist auch aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten sehr günstig. Bevorzugt sind dabei Reinigungsschritte zur Konfektionierung des Inertgases für den Einsatzzweck angewendet, wie oben beschrieben. Im Vergleich zur Verwendung des Stickstoffsystems ist die Einbindung des Druckluft-Systems in das Anlagenkonzept der Elektrolyseanlage sehr viel günstiger

[0034] Das Volumen an Inertgas, insbesondere Luft bzw. Druckluft, welches zur Beseitigung eines potenziell gefährlichen Zustandes hoher Wasserstoffkonzentration im Gas-Separator zur Spülung benötigt wird, ist deutlich geringer. Da zudem für die Erzeugung von Stickstoff in einem Stickstoff-System ein Vielfaches an gereinigter Druckluft nötig ist, fällt die notwendige Kapazität des Druckluft-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einer Elektrolyseanlage, in dem Stickstoff vor Ort zur vollständigen Inertisierung des Gas-Separators auf Sauerstoffseite verwendet wird, deutlich niedriger aus.

[0035] Die Elektrolyseanlage gemäß der Erfindung umfasst demensprechend einen Elektrolyseur zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase, bei dem das Sauerstoff-Produktgas auch Wasserstoff als Fremdgas enthält, wobei der Elektrolyseur über eine Produktstrom-Leitung für das Sauerstoff-Produktgas an einen Gas-Separator angeschlossen ist und der Gas-Separator über eine Zufuhrleitung an einen Gasbehälter, der zur bedarfsweisen Zufuhr von Inertgas zu dem Gas-Separator ausgestaltet ist.

[0036] Die Trennung der Wasser- und Gasphase erfolgt in dem Gas-Separator oder Gasabscheider. Der Gas-Separator ist dabei bevorzugt als Schwerkraftabscheider aufgebaut, sodass die Wasserphase unten und die Gasphase, vorliegend das Sauerstoff-Produktgas, oben abgenommen werden kann. Die Wassersäule innerhalb der Abscheider dient zudem als Pufferspeicher bei wechselnden Lastvorgaben. An der Phasengrenze in dem Gas-Separator findet ein Medienaustausch statt. Für den stationären Zustand kann angenommen werden, dass die Gasphase des Produktgases, vorliegend Sauerstoff-Produktgas, vollständig mit Wasserdampf gesättigt vorliegt. Entsprechendes gilt für einen Gas-Separator auf der Wasserstoffseite der Elektrolyseanlage mit der Phasentrennung von Wasserstoff-Produktgas und Prozesswasser (Edukt) für die Elektrolyse.

[0037] Dabei ist bevorzugt in die Zufuhrleitung ein Ventil geschaltet, das insbesondere als Regelventil ausgestaltet ist. Die Ausgestaltung des Ventils als Regelarmatur gestattet eine genaue Dosierung der Gaszufuhr von Inertgas zum Gas-Separator auf der Sauerstoffseite. Die Ventilposition des Regelventils kann vorteilhafterweise mit einer hydraulischen oder elektromechanischen Ventilsteuerung oder Ventil-Regeleinrichtung angesteuert werden. Eine entsprechende Steuer- und Regeleinrichtung sowie Sensoreinrichtungen ist in das Anlagenkonzept der Elektrolyseanlage bevorzugt integriert.

[0038] Vorzugsweise ist in die Zufuhrleitung eine Reinigungseinrichtung für das Inertgas geschaltet, so dass Fremdbestandteile aus dem Inertgas abtrennbar sind.

[0039] Weiter bevorzugt weist die Reinigungseinrichtung ein Adsorptionsmittel und/oder ein Absorptionsmittel auf, mittels derer Fremdgasbestandteile aus dem Inertgas adsorbierbar und/oder absorbierbar sind. Die Materialien können entsprechend gewählt werden, um die Reinigungseinrichtung auf die Anforderung anzupassen. Von besonderem Interesse ist die Abscheidung bzw. Abtrennung von wasserlöslichen Fremdgasbestandteilen im Inertgas oder Spuren von ursprünglich vorhandenen Bestandteilen, etwa bei Verwendung von Luft als Inertgas. Hier ist eine Adsorption bzw. Absorption von Kohlenstoffmonoxid oder Schwefeldioxid aus der Luft besonders vorteilhaft. Ein Adsorbens oder Adsorptionsmittel dient zur Entfernung von Spurenstoffen aus dem Inertgas. Entsprechendes gilt für Absorbenzien oder Absorptionsmittel.

[0040] In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Elektrolyseanlage weist diese einen Kompressor auf, an den der Gasbehälter über eine Leitung angeschlossen ist, so dass komprimiertes Inertgas, insbesondere Druckluft, dem Gasbehälter zuführbar ist. Weiterhin bevorzugt ist der Kompressor als ölgeschmierter Luftkompressor ausgestaltet, dem ein Ölfilter nachgeschaltet ist. Der Ölfilter ist entsprechend leistungsfähig hinsichtlich der Filterleistung von Ölbestandteilen in der komprimierten Luft ausgestaltet.

[0041] Bei der Qualität bzw. Reinheit des Inertgases, beispielsweise Druckluft, ist insbesondere darauf zu achten, dass ausreichende Ölfreiheit gewährleistet ist. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass sich Ölrückstände in der Sauerstoffatmosphäre entzünden. Auch sind Ölrückstände als gasförmige Fremdbestandteile in dem Inertgas, insbesondere in der Druckluft, im Allgemeinen möglichst zu vermeiden, um einen zuverlässigen Betrieb der Elektrolyseanlage mit einer hohen Verfügbarkeit sicherzustellen. Dies kann beispielsweise auf zwei Wegen erfolgen. So kann bei Verwendung eines ölgeschmierten Luftkompressors vor dem Einsatz der Druckluft zur Inertisierung vorteilhafterweise ein entsprechender Ölfilter installiert sein. Mit dem Einsatz solcher hocheffizienten Ölfilter kann eine Ölfreiheit der Klasse 2, mit sehr geringen Restölmengen von weniger als 0,1 mg/m³ erzielt werden.

[0042] Alternativ können bei der Verdichtung der Luft auf das gewünschte Druckniveau auch ölfreie Kompressoren eingesetzt werden, so dass dann auch die dem Gas-Separator zugeführte Druckluft komplett ölfrei ist.

[0043] In vorteilhafter Ausgestaltung der Elektrolyseanlage ist der der Kompressor daher als ölfreier Kompressor ausgestaltet.

[0044] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen schematisch und stark vereinfacht:

FIG 1

eine Elektrolyseanlage mit Stickstoff-System zur Inertisierung,

FIG 2

eine Elektrolyseanlage mit Inertgas-System gemäß der Erfindung,

[0045] Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren die gleiche Bedeutung.

[0046] In FIG 1 ist eine Elektrolyseanlage 100 in einem stark vereinfachten Ausschnitt von Anlagenteilen dargestellt. Die Elektrolyseanlage 100 weist einen Elektrolyseur 1 auf, der als ein PEM- oder Alkali-Elektrolyseur ausgeführt ist. Der Elektrolyseur 1 umfasst mindestens eine hier nicht näher gezeigte Elektrolysezelle zum elektrochemischen Zerlegen von Wasser. Die Elektrolyseanlage 100 weist zudem ein Stickstoff-System 3 auf, das einen Stickstoff-Behälter 5 umfasst. Ein Verdichter 7 ist an das Stickstoff-System 3 angeschlossen, um das Stickstoff-System 3 zu versorgen. Über eine Spülleitung 9 ist das Stickstoff-System 3 an einen Gas-Separator 11 angeschlossen, so dass bei Bedarf Stickstoff zur Spülung des Gas-Separators 3 dem Stickstoff-Behälter 5 entnommen und dem Gas-Separator 3 über die Spülleitung 9 zuführbar ist (Stickstoff-Inertisierung). Der Stickstoff-Behälter 3 ist für den Bedarf an Stickstoff in der Elektrolyseanlage 100 entsprechend großvolumig dimensioniert und druckbeaufschlagt. Für eine Inertisierung sind - neben anderen Aufgaben - bedarfsweise große Mengen an Stickstoff in der Elektrolyseanlage erforderlich, die in dem Stickstoff-Behälter 5 vorzuhalten sind.

[0047] In den Elektrolyseur 1 wird über eine Eduktstrom-Leitung 13 ein Eduktstrom aus Wasser eingeführt. Das Wasser wird im Elektrolyseur 1 in die Produktgase Wasserstoff und Sauerstoff elektrochemisch zerlegt und beide Produktströme werden separat aus dem Elektrolyseur 1 hinausgeleitet. Für die Hinausleitung des Sauerstoff-Produktstroms weist der Elektrolyseur 1 eine Produktstrom-Leitung 15 auf, mit deren Hilfe ein erstes Produkt, hier Sauerstoff aus der Elektrolyse, hinausgeführt wird. Der hier beschriebene Aufbau der Elektrolyseanlage 100 betrachtet den Sauerstoff-Produktstrom. Wasserstoffseitig liegt ein entsprechender anlagentechnischer Aufbau in der Elektrolyseanlage 100 vor, was in der FIG 1 aus Übersichtsgründen nicht näher gezeigt und im Detail ausgeführt ist. Dementsprechend ist für die Hinausleitung des Wasserstoff-Produktstroms aus dem Elektrolyseur 1 eigens eine Produktstrom-Leitung 17 vorgesehen, mit deren Hilfe ein zweites Produkt, nämlich der aus der Elektrolyse gewonnene Wasserstoff, hinausgeführt wird. Der gewonnene Wasserstoff wird anschließend in weiteren - in der FIG 1 nicht näher dargestellten - Komponenten der Elektrolyseanlage 100 behandelt und prozesstechnisch weiterverarbeitet.

[0048] Der Elektrolyseur 1 ist sauerstoffseitig über die Produktstrom-Leitung 15 an den Gas-Separator 11 angeschlossen. An den Gas-Separator 11 ist eine Entlüftungsleitung 19 angeschlossen, über die der Gas-Separator 11 bei Bedarf vollständig durch Druckentlastung entleert werden kann, so dass dieser drucklos steht bzw. unter Atmosphärendruck. Weiterhin ist ein Druckluft-System 21 umfassend einen Gasbehälter 23 und einen Luftkompressor 25 vorgesehen, so dass dem Gasbehälter 23 komprimierte Luft aus dem Luftkompressor 25 über die Verbindungsleitung 27 zuführbar ist. Der Gasbehälter 23 kann auf diese Weise mit komprimierter Luft L (Druckluft) beladen für weitere Zwecke bevorratet werden. So ist zur Versorgung des Stickstoff-Systems 3 mit komprimierter Luft L das Druckluft-System 21 über eine Versorgungsleitung 29a angeschlossen. Die Versorgung einer anderen Verbrauchseinheit 31 mit komprimierter Luft L erfolgt über eine Versorgungsleitung 29b.

[0049] Im Betrieb des Elektrolyseurs 1 im Anlagenkonzept der FIG 1 wird Sauerstoff-Produktgas dem Gas-Separator 11 zugeführt. Für eine Qualitätsmessung des Sauerstoff-Produktgases wird in diesem Betriebskonzepten die Konzentration von Wasserstoff im sauerstoff-Produktgas im Gas-Separator 11 fortlaufend gemessen und überwacht. Überschreitet die Konzentration einen vorbestimmten Grenzwert, so wird der Betrieb des Elektrolyseurs 1 angehalten und das gesamte Sauerstoff-Produktgas im Gas-Separator 11 verworfen. Das Sauerstoff-Produktgas wird aus dem Behältervolumen des Gas-Separators 11 und eventuellen Zuleitungen des sauerstoffseitigen Gassystems vollständig abgelassen. Hierzu wird der Gas-Separator 11 vollständig über die Entlüftungsleitung 19 entlüftet und drucklos gestellt. Das gesamte Gassystem inklusive Gas-Separator 11 wird anschließend durch eine aufwändige und kostenintensive Spülprozedur zur Inertisierung mit Stickstoff aus einem Stickstoff-Behälter 5 im Stickstoff-System 3 der Elektrolyseanlage 100 gespült. Das Stickstoff-System 3 muss für diesen sicherheitsrelevanten Bedarf an Stickstoff entsprechend großvolumig ausgelegt werden, um ausreichend Stickstoff vorzuhalten. Nachdem die Ursache für die kritische Qualität des Sauerstoff-Produktgases behoben ist, wird die Elektrolyse wieder gestartet. Durch das Spülen des Gassystems mit Stickstoff und insbesondere in des Gas-Separators 11 muss zunächst auch das neu produzierte Sauerstoff-Produktgas verworfen werden, und zwar solange, bis die gewünschte Gasqualität wieder erreicht ist.

[0050] Durch die Druckentlastung bzw. vollständige Entlüftung auf der Sauerstoffseite in dem Gas-Separator 11 für die Spülprozedur mit Stickstoff muss auch auf der Wasserstoffseite das gesamte wertvolle Wasserstoff-Produktgas in einem entsprechenden - in der FIG 1 nicht näher gezeigten - Gas-Separator vollständig verworfen werden, insbesondere um dem hohen Differenzdruck durch die Entlüftung entgegenzuwirken und um Systemschäden über der PEM-Membran zu vermeiden. Es ist also neben dem Vorhalten eines großvolumigen Stickstoff-Systems 3 zur Inertisierung und ausreichender Stickstoffbevorratung gerade auch das damit einhergehende Verwerfen des erzeugten Wasserstoff-Produktgases auf der Wasserstoffseite unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ganz besonders nachteilig.

[0051] FIG 2 zeigt eine Elektrolyseanlage 1 mit Inertgas-System gemäß der Erfindung. Das neue Betriebskonzept der Erfindung setzt an mit einer vorteilhaften Einbindung des Druckluft-Systems 21 und Ausgestaltung desselben als Inertgas-System, das sauerstoffseitig an den Gas-Separator 11 angeschlossen ist. Dabei entfällt gegenüber einer Ausgestaltung der Elektrolyseanlage 100 gemäß der FIG 1 die Spülleitung 9, die das Stickstoff-System 3 mit dem Gas-Separator 3 zur Inertisierung des gesamten Gassystems mit Stickstoff verbindet. Gemäß FIG 2 ist das Druckluft-System 21 über die Zufuhrleitung 37 mit dem Gas-Separator 11 verbunden, so dass bedarfsweise Druckluft L dem Gasbehälter 23 entnehmbar ist. Das Druckluft-System 21 weist einen Luftkompressor 25 und einen Gasbehälter 23 auf, die über eine Verbindungsleitung 27 miteinander verbunden sind. Der Luftkompressor 25 ist hierbei als ölfreier Kompressor ausgestaltet. In die Zufuhrleitung 37 ist eine Reinigungseinrichtung 33 geschaltet, die ein Absorptionsmittel und/oder ein Adsorptionsmittel aufweist. Somit können schädigende Fremdgasbestandteile in der in dem Gasbehälter 23 eingespeicherten Druckluft L entfernt werden und ein Inertgas mit hoher Qualität und Reinheit ist erzeugt. Beispielsweise können Kohlenstoffdioxid und/oder Schwefeldioxid mittels der Reinigungseinrichtung 33 aus der Druckluft L entfernt werden. Die durch eine Adsorption oder Absorption freiwerdende Wärmeenergie kann durch Kühlung der Reinigungseinrichtung 33 beispielsweise in einem Wärmetauschprozess durch Ankopplung eines Wärmetauschers für weitere Zwecke genutzt werden. In Strömungsrichtung der Druckluft L stromab der Reinigungseinrichtung 33 ist in die Zufuhrleitung 37 ein Regelventil 35 geschaltet, dessen Ventilposition durch eine nicht näher dargestellte Regeleinrichtung auf den Bedarf und das Druckniveau an Druckluft L für die Zufuhr zu dem Gas-Separator 11 regelbar ist. Stromab der Regelventils 35 mündet die Zufuhrleitung 37 in den Gas-Separator 11.

[0052] Im Betrieb der Elektrolyseanlage 100 wird die Fremdgaskonzentration von Wasserstoff im Sauerstoff-Produktgas aus dem Elektrolyseur 1 im sauerstoffseitig nachgeschalteten Gas-Separator 11 kontinuierlich gemessen und überwacht. Ergibt der Messwert eine kritische Fremdgaskonzentration oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts für einen noch zulässigen Wasserstoffanteil im Sauerstoff-Produktgas im Gas-Separator 11, so wird die Wasserstoffkonzentration dadurch reduziert, dass dem Sauerstoff-Produktgas gereinigte Druckluft L mit guter Qualität und Reinheit, das heißt, mit allenfalls sehr geringen Verunreinigungen oder schädigenden Fremdgasbestandteilen in gezielter und wohldosierter Weise über das Regelventil 35 zugeführt wird. Diese gezielte Zufuhr bewirkt dann im Gas-Separator 11 eine innige Mischung der Gase, wodurch eine Absenkung der Wasserstoffkonzentration erzielt wird. Die Wasserstoffkonzentration reduziert sich dabei schon aufgrund des Effekts der Gasphasenmischung und der Verdünnung des Wasserstoffs im Sauerstoff-Produktgas durch die Zudosierung von Inertgas unter Druck, vorliegend von Druckluft L, der bei der Erfindung besonders vorteilhaft ausgenutzt wird. Somit ist einerseits ein Verwerfen des Sauerstoff-Produktgases im Gas-Separator 11 vermieden, da dieses Elektrolyseprodukt bei der hier vorgeschlagenen Prozedur in dem Gas-Separator 11 unter Druck verbleibt. Das Gasvolumen im Behälter kann daher beim Wiederanfahren des Elektrolyseurs 1 verwendet werden. Indiziert also eine Qualitätsmessung im Gas-Separator 11 eine schlechte Qualität, wird der Elektrolyseprozess angehalten. Anstatt nun das Gas im Gas-Separator 11 zu verwerfen, wird gereinigte Druckluft L dem Gasbehälter 23 entnommen und dem Gas-Separator 11 zugeführt. Diese Zufuhr erfolgt unter Aktivierung einer Ventilsteuerung für das Regelventil 35 solange bis die Gasqualität den Anforderungen wieder genügt, das heißt die Wasserstoffkonzentration kleiner ist als der vorbestimmte Grenzwert für einen sicheren Normalbetrieb des Elektrolyseurs 1.

[0053] Mit der Elektrolyseanlage 100 mit Inertgas-System gemäß der Erfindung entfällt eine vollständige Entlüftung und eine damit bisher einhergehende Druckentlastung auf der Sauerstoffseite in dem Gas-Separator 11. Durch die hier vorgeschlagene Zufuhr von druckbeaufschlagtem Inertgas, insbesondere Druckluft L, kann vorteilhafterweise auch auf der Wasserstoffseite das gesamte wertvolle Wasserstoff-Produktgas in einem entsprechenden - in der FIG 2 nicht näher gezeigten - Gas-Separator oder Gasabscheider weiterhin genutzt werden. Bislang war eine Entlüftung auch auf der Wasserstoffseite geboten, um dem hohen Differenzdrucks durch die Entlüftung entgegenzuwirken und um Systemschäden über der PEM-Membran aufgrund eines zu großen Differenzdrucks zu vermeiden. Die damit einhergehende Nutzung des erzeugten Wasserstoff-Produktgases auf der Wasserstoffseite ist sowohl unter betriebstechnischen Aspekten als auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ganz besonders vorteilhaft.

[0054] Als weiterer wirtschaftlicher Vorteil erweist sich, dass das Stickstoff-System 3 durch das vorgeschlagene Anlagenkonzept nach FIG 2 für die Elektrolyseanlage 100 im Vergleich zu der Konzeption nach FIG 1 deutlich kompakter gestaltet werden kann. Die entsprechenden Anlagenteile, insbesondere der Stickstoffbehälter 5, können kleiner dimensioniert werden. Mit dem Betriebskonzept der Erfindung ist es ausreichend, lediglich noch den kontinuierlichen Stickstoffverbrauch für den so genannten Kompressorbetrieb der Anlage bereitzustellen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyseanlage (100) zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase, bei dem das Sauerstoff-Produktgas aus einem Elektrolyseur (1), welches auch Wasserstoff als Fremdgas enthält, einem nachgeschalteten Gas-Separator (11) zugeführt wird, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas dem Gas-Separator (1) ein Inertgas (L) zugeführt wird, so dass die Wasserstoffkonzentration im Sauerstoff-Produktgas abgesenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Inertgas (L) komprimiert wird und unter einem Arbeitsdruck dem Gas-Separator (11) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wasserstoffkonzentration in dem Gas-Separator (11) gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem das Inertgas (L) einem druckbeladenen Gasbehälter (23) entnommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Inertgas (L) komprimiert wird und der Gasbehälter (23) mit komprimiertem Inertgas (L) beladen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem Reinigungsschritt das Inertgas (L) von wasserlöslichen Fremdbestandteilen, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO₂) oder Schwefeldioxid (SO₂), befreit wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem in dem Reinigungsschritt das Inertgas (L) mit einem Adsorptionsmittel und/oder einem Absorptionsmittel in Kontakt gebracht wird, so dass die wasserlöslichen Fremdbestandteile aus dem Inertgas abgeschieden und gebunden werden, wobei Inertgas (L) hoher Reinheit gewonnen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Elektrolyseur (1) ein PEM-Elektrolyseur verwendet wird, wobei ein Differenzdruck zwischen dem Wasserstoff-Produktgas und dem Sauerstoff-Produktgas derart geregelt wird, dass ein maximaler Druckunterschied über der Proton-Exchange-Membran nicht überschritten wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bedarfsweise die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff in dem Elektrolyseur (3) angehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Luft, insbesondere Druckluft, als Inertgas (L) verwendet wird.

11. Elektrolyseanlage (100) umfassend einen Elektrolyseur (1) zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff als Produktgase, bei dem das Sauerstoff-Produktgas auch Wasserstoff als Fremdgas enthält, wobei der Elektrolyseur (1) über eine Produktstrom-Leitung (15) für das Sauerstoff-Produktgas an einen Gas-Separator (11) angeschlossen ist und der Gas-Separator (11) über eine Zufuhrleitung (37) an einen Gasbehälter (23), der zur bedarfsweisen Zufuhr von Inertgas (L) zu dem Gas-Separator (11) ausgestaltet ist.

12. Elektrolyseanlage (100) nach Anspruch 11, umfassend ein in die Zufuhrleitung (37) geschaltetes Ventil (35), insbesondere ein Regelventil.

13. Elektrolyseanlage (100) nach Anspruch 10 oder 11, mit einer in die Zufuhrleitung (37) geschalteten Reinigungseinrichtung (33) für das Inertgas (L), so dass Fremdbestandteile aus dem Inertgas (L) abtrennbar sind.

14. Elektrolyseanlage (100) nach Anspruch 13, bei der die Reinigungseinrichtung (33) ein Adsorptionsmittel und/oder ein Absorptionsmittel aufweist, mittels derer Fremdbestandteile aus dem Inertgas (L) adsorbierbar und/oder absorbierbar sind.

15. Elektrolyseanlage (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, umfassend einen Kompressor (25), an den der Gasbehälter (25) über eine Leitung Verbindungsleitung (27) angeschlossen ist, so dass komprimiertes Inertgas (L), insbesondere Druckluft, dem Gasbehälter (25) zuführbar ist.

16. Elektrolyseanlage (100) nach Anspruch 15, bei der der Kompressor (25) als ölgeschmierter Luftkompressor ausgestaltet ist, dem ein Ölfilter nachgeschaltet ist.

17. Elektrolyseanlage (100) nach Anspruch 15, bei der der Kompressor (25) als ölfreier Luftkompressor ausgestaltet ist.

Zeichnung