本发明涉及一种用于运行用于制造氢气和氧气的电解装置的方法，该电解装置具有oh-离子可渗透的膜，该膜将阳极室和阴极室彼此分隔。本发明还涉及用于运行电解装置或者碱性电解装置的方法的应用，该电解装置具有临时的通过膜来加湿/湿润阴极室的水传输。
背景技术：
1、电解装置通常包括聚合物膜以及在通常由聚合物材料制成的该膜的分别相对的两侧上的两个电极，该膜对于oh-离子是可渗透的。水性的电解液，例如koh-溶液，例如在生产氧气的一侧或者说阳极侧被供应到腔室中。与将腔室分隔开的膜相对的一侧可选地同样可以被电解液流过并生产氢气。特别是在不稳定的运行中，局部出现的温度峰值尤其削弱聚合物膜材料，这也会导致，膜变薄并且因此通过过量的气体扩散或者孔洞形成而损坏。由p.millet等所著的出版物“cell failure mechanisms in pem water electrolyzers，international journal of hydrogen energy，第37卷，第22期，2012年11月，第17478到17487页，网址https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.06.017”得知，布置在氢气侧的阴极特别是在停机时倾向于靠近膜放置的结构的局部变干。在再次启动时故障场景特别是，在膜处还未实现热平衡并且由于缺少有良好冷却效果的水而引起的局部温度峰值可能导致膜故障。
2、此外，与有水润地运行的阴极相比，干运行的阴极由于缺水而具有较小的热容，使得电池和反应堆更快地冷却。
3、ep 2 451 992b2示出一种实施变型，该变型有利地在阴极侧(氢气侧)干运行，即没有供应koh-电解液，因此还使得用于干燥氢气的花费保持较低。这里提出，为了电解制造氢气，使用碱性水性溶液，从干燥的阴极出发。该装置包括以下部分：两个半电池，一个阳极的和一个阴极的，这两个半电池通过阴离子交换膜分隔开，阴离子交换膜的与阴极半电池接触的表面形成膜电极单元(mea)，其中，碱性溶液仅在阳极半电池中存在。
4、在根据ep 2 451 992b2的干燥阴极或者说干燥运行的阴极室中，在阴极侧，即氢气侧，不设置水循环。如果进行电解装置的关断，则可能在膜上构成不均匀的温度。因为阴极侧、即阴极室仅填充氢气，因此可存储的热比在由水或者其他介质加湿的阴极室的情况下小。因此，在再次启动电解装置时的加热只能通过阳极侧进行，而在阴极侧膜上发生水分解为oh-。因为这里使用热传导能力较差的聚合物膜，因此在快速启动过程中要考虑局部过热。原因在于优选进行水分解的各个区域的不同表现的电接触。只要水流通过膜分解为oh-不是均匀进行的，催化剂层就只能有限均匀地工作并且形成局部热点，可能中期导致降解并且短期导致膜损坏。
技术实现思路
1、根据本发明提出一种用于运行用于制造氢气和氧气的电解装置的方法，该电解装置具有oh-离子可渗透的膜，该膜将阳极室和阴极室分隔开，其中，执行下列方法步骤：
2、a)阴极室临时干运行，
3、b)临时发生水分子通过膜从阳极室扩散到阴极室中，
4、c)借助节流阀变动阳极室和阴极室之间的压差和
5、d)通过调整限定的压差来调整阴极室的加湿/湿润。
6、通过根据本发明提出的方案，可以通过有针对性地影响阳极室和阴极室之间的压差来控制从阳极室到阴极室中的、也被称为水拖曳(wasser-drag)的水迁入，使得阴极室的临时干运行的部分，特别是膜周围，被规律地充分加湿。由此建立均匀的温度水平，以提前抵抗分隔开阳极室和阴极室的膜的膜材料的寿命损伤。
7、在根据本发明提出的方法中以有利的方式进行受操纵的水扩散，优选去离子水，通过把阳极室和阴极室彼此分隔开的膜进行，该膜优选实施为由聚合物材料制成的膜。
8、在根据本发明提出的方法的有利扩展中，为了从阳极室到阴极室中的受操纵的水扩散，使用去离子水，该去离子水优选具有＜0.1μs的电导率。
9、替代地，在根据本发明提出的方法中，在运行碱性电解装置的情况下，使用koh-溶液作为液态介质代替去离子水。
10、根据本发明提出的方法以有利的方式规定，在阴极室中的压力pk下降时，提高摩尔传输比h2o/h2。摩尔传输比h2o/h2被称为摩尔分数，即摩尔水分子到摩尔氢分子的扩散运动。
11、在根据本发明提出的方法中以有利的方式通过在秒范围内相应调整节流阀来变动阴极室中的压力pk，使得产生压力波动。
12、在本发明所基于的构思的有利扩展中，阴极室中的压力pk的变动以及由此在阴极室中产生的压力峰值影响摩尔传输比h2o/h2。
13、在根据本发明提出的方法中，经由向阴极室中的水传输可以影响阴极室中的温度。
14、此外本发明涉及用于运行电解装置或者碱性电解装置的方法的应用，该电解装置具有临时的通过膜的水传输用于加湿/湿润阴极室。
15、发明优点
16、通过根据本发明提出的方案，pem或aem电解池或者说电解堆的一侧、特别是阴极侧可以在运行期间仅临时干行，以保持小的氢气干燥成本和为此需要的能源花费。另一方面，通过根据本发明提出的方案，可以临时地至少部分地浸润或者加湿或者说湿润阴极侧，以便能够特别是在氢气生产上升期间实现更快的负载变化并且也能够阻止电解池或者说电解堆快速地不均匀地冷却。通过本发明可以优选地以有利的方式在阴极侧进行浸润或者加湿，使得可以有针对性地控制氢气生产，这通过针对性地配量具有＜0.1μs的电导率的优选去离子的水来达到。根据本发明提出的方案使得能够实现可控的通过膜从阳极侧向阴极侧的水扩散。从阳极室向阴极室的水扩散的操纵、即控制通过变动阴极室和阳极室之间的压力差来进行。
17、根据本发明提出的方案以有利的方式充分利用，在通过将阳极室和阴极室彼此分隔开的聚合物膜进行离子传输时，水分子也被从阳极室携带到阴极室中。该“水拖曳”与电解池的阴极侧和阳极侧之间的压差相关。通过变动阴极到阳极侧的压差，可以调整向阴极室中的水传输把并因此调整阴极的加湿或者说湿润。
18、如果使阴极室中的压力随时间变动，就有这种可能性：经由在秒范围内的变动达到在阴极侧出现的压力峰值，该压力峰值影响摩尔传输比h2o/h2。
19、如此快速的压力变化能够例如通过节流阀达到，该节流阀是可电调控的并且以有利的方式在电解池或者说电解堆的阴极侧处于水分离器的下游。
20、此外，通过本发明提出的方案，可以通过调整从阳极侧向阴极侧的水传输来影响阴极侧上的温度水平。
1.用于运行用于制造氢气和氧气的电解装置(10)的方法，所述电解装置具有对于oh-离子可渗透的膜(22)，该膜将阳极室(14)和阴极室(16)彼此分隔开，所述方法有下列方法步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行受操纵的水扩散，优选去离子水从阳极室(14)向阴极室(16)中。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，为了受操纵的水扩散，使用具有＜0.1μs的电导率的去离子水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电解装置(10)碱性运行时使用koh-溶液。
5.根据权利要求1到4所述的方法，其特征在于，在阴极室(16)中的压力pk下降时提高摩尔传输比(40)h2o/h2。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过在秒范围内相应操控所述节流阀(46)来降低在阴极室(16)中的压力pk。
7.根据权利要求5和6所述的方法，其特征在于，阴极室(16)中的压力pk的变动和由此产生的、在阴极室(16)中的压力峰值影响摩尔传输比h2o/h2(40)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过向阴极室(16)中的水传输来影响在阴极室(16)中的温度。
9.根据权利要求1到8之一所述的方法的应用，用于运行电解装置(10)或者碱性的电解装置(10)，该电解装置带有通过膜(22)进行的临时水传输，用于加湿/湿润阴极室(16)。
