Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrolytischen Zersetzung eines Elektrolyts, vorzugsweise Wasser unter der Wasseroberfläche umfassend eine unter die Wasseroberfläche absenkbare oder unter der Wasseroberfläche höhenverstellbare Elektrolyseeinrichtung mit wenigstens einer angeschlossenen Leitung zum Abführen des erzeugten Stoffs und wenigstens eine Speichereinrichtung zum Speichern des erzeugten Stoffs.

Mit einer derartigen Einrichtung kann ein Elektrolyt, insbesondere Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff oder Salzwasser in Wasserstoff und Chlor beispielsweise zur Gewinnung von Wasserstoff im Rahmen zukünftiger Viasserstofftechnologien zersetzt werden. Eine Membran zwischen den Elektroden der Elektrolyseeinrichtung ermöglicht die saubere Stofftrennung bei der Produktion der Stoffe. Die Elektrodenmaterialien der Eiektroly- seeinrichtung und das Elektrolyt entscheiden über die anfallenden Stoffe. Die Tiefsee als Umgebung für die Elektrolyse ermög- licht die Gasproduktion aus Wasser unter Tiefseenormaldruck . Der Druckunterschied zur Wasseroberfläche beträgt 1 bar pro 10 Metern Tiefe. Während die unter Tiefseebedingungen produzierte Gasmenge bei baugleicher Elektrolyseeinrichtung der bei Atmosphärendruck an der Wasseroberfläche produzierten Gasmenge pro Zeiteinheit entspricht, ist das Gas in einer entsprechenden Wassertiefe um einen der Druckzunahme entsprechenden Faktor komprimiert. Wendet man beispielsweise die Tiefseeelektrolyse in einer Tiefe von 10.000 Metern unter der Wasseroberfläche an, so steht das erzeugte Gas unter einem Druck von 1.000 bar, so- dass das Gas im Vergleich zu Atmosphärendruckbedingungen nur 1/1000 des Volumens einnimmt, obwohl dieselbe Gasmasse produziert wird. Die Tiefseeelektrolyse ist daher mit dem Vorteil verbunden, dass das erzeugte Gas bereits im komprimierten Zu- stand anfällt, sodass eine nachträgliche Komprimierung, wie dies bei einer Elektrolyse unter Atmosphärendruck erforderlich wäre, entfällt, wodurch die Wirtschaftlichkeit wesentlich erhöht wird.

Das Prinzip der Tiefseeelektrolyse ist bereits aus den Dokumenten DE 102006013344 AI, US 6833631, US 2010/0236939 AI und WO 2008/117284 AI bekannt. Bei der Tiefseeelektrolyse stellt jedoch die Verbringung des unter Hochdruck stehenden Stoffs, insbesondere Gases an die

Wasseroberfläche ein Problem dar, da damit in der Regel ein Druckverlust verbunden ist. Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, eine Elektrolyseeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Speicherung des erzeugten Stoffs, insbesondere Gases unter Hochdruck sowie die Verbringung an die Wasseroberfläche erleichtert und in wirtschaftlicher Weise ohne Druckabfall vonstatten gehen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen darin, dass die Speichereinrichtung wenigstens einen unter die Wasserober- fläche absenkbaren drucklosen Tiefseespeicher zum Zwischenspeichern des erzeugten Stoffs und wenigstens einen an den Tiefseespeicher anschließbaren Hochdruckspeicher umfasst. Dadurch, dass ein druckloser Tiefseespeicher mit einem an den Tiefseespeicher anschließbaren Hochdruckspeicher kombiniert wird, kann der unter Tiefseebedingungen erzeugte Stoff, insbesondere das Gas zunächst unter Beibehaltung des herrschenden Drucks in dem Tiefseespeicher zwischengespeichert werden. Der Tiefseespeicher befindet sich bevorzugt auf gleichem Niveau wie die Elektroly- sevorrichtung . Der Tiefseespeicher ist zunächst mit Wasser gefüllt, wobei das in der Elektrolyseeinrichtung erzeugte Gas in den Tiefseespeicher geleitet wird und das in diesem befindliche Wasser kontinuierlich verdrängt, bis der Tiefseespeicher voll- ständig mit Gas gefüllt ist. Der Tiefseespeicher kann bevorzugt auch als zusammenfaltbarer Behälter ausgebildet sein, sodass dieser in zusammengefaltetem Zustand (d.h. ohne Inhalt) unter die Wasseroberfläche in die Arbeitsposition gebracht und durch das Befüllen mit dem Gas aufgeblasen werden kann. Das Gas be- findet sich im Tiefseespeicher unter dem gleichen Druck wie das umgebende Wasser entsprechend der Wassertiefe. Dadurch, dass der Inhalt des Tiefseespeichers relativ zur Umgebung nicht unter einem Überdruck steht, kann der Tiefseespeicher aus einem gewöhnlichen Behälter bestehen und muss insbesondere nicht druckfest ausgeführt werden. Dadurch, dass das Gas im Tiefseespeicher ohne großen Aufwand unter einem im Vergleich zum Atmosphärendruck hohen Druck gespeichert werden kann, können abhängig vom Speichervolumen des Tiefseespeichers Energiemengen im Gigawattstundenbereich gespeichert werden.

Bevorzugt sind zwei Tiefseespeicher vorgesehen, die beide mit der Elektrolyseeinrichtung verbunden sind, wobei jeder Tiefseespeicher von einem der beiden von der Elektrolyseeinrichtung erzeugten Gase befüllt wird.

Der bzw. die Tiefseespeicher können naturgemäß nicht befüllt an die Wasseroberfläche transportiert werden, da diese nicht druckfest ausgebildet sind. Um das produzierte Gas in einem Speicherbehälter an die Oberfläche bringen zu können, bedarf es des erfindungsgemäß vorgesehenen Hochdruckspeichers. Der Hochdruckspeicher wird an der Wasseroberfläche zunächst mit Wasser befüllt und danach bevorzugt auf das gleiche Niveau abgesenkt, auf dem sich die Elektrolyseeinrichtung bzw. der Tiefseespei- eher befindet, wobei das Niveau des Hochdruckspeichers unter Berücksichtigung des Auftriebs des Gases ausgewählt wird. Danach wird der Hochdruckspeicher mit Gas aus dem Tiefseespeicher befüllt und nach Beendigung der Befüllung hochdruckdicht ver- schlössen. Danach kann der Hochdruckspeicher an die Wasseroberfläche verbracht werden, sodass das in der Elektrolyseeinrichtung erzeugte Gas an der Wasseroberfläche unter dem Druck zur Verfügung gestellt werden kann, der dem in der entsprechenden Wassertiefe entsprechenden Druck entspricht. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorteil erreicht, dass die Verbringung des Hochdruckgases an die Wasseroberfläche zu keiner Unterbrechung der Gasproduktion führt.

Obwohl im Rahmen der Erfindung mit einem einzigen Hochdruck- Speicher das Auslangen gefunden werden kann, ist es je nach Anwendungsfall vorteilhaft, wenigstens einen weiteren Hochdruckspeicher vorzusehen. Wenn der v/eitere Hochdruckspeicher zur Aufnahme eines in der Elektrolyseeinrichtung erzeugten Gases dienen soll, ist der Hochdruckspeicher an einen Tiefsee- Speicher anschließbar und wird mit dem im Tiefseespeicher gespeicherten Gas befüllt. Wenn der weitere Hochdruckspeicher zur Aufnahme einer Flüssigkeit dienen soll, kann er unmittelbar an die Elektrolyseeinrichtung angeschlossen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass Verbindungsleitungen zwischen der Elektrolyseeinrichtung und dem we ^¬ nigstens einen Tiefseespeicher und zwischen dem Tiefseespeicher und dem Hochdruckspeicher und ggf. zwischen der Elektrolyseeinrichtung und dem Hochdruckspeicher als flexible Schlauchverbin- düngen ausgeführt sind. Das Vorsehen von flexiblen Schlauchverbindungen ist mit dem Vorteil verbunden, dass einem variablen Abstand zwischen den miteinander verbundenen Komponenten Rechnung getragen werden kann. Insbesondere wird hierdurch ermög- licht, dass, wie dies einer bevorzugten Ausbildung entspricht, die Elektrolyseeinrichtung und der wenigstens eine Tiefseespeicher sowie ggf. der Hochdruckspeicher jeweils wenigstens eine Schlauchrolle zum Aufrollen von für die Schlauchverbindungen vorgesehenen Verbindungsschläuchen aufweisen. Aufgrund der Verwendung von Schlauchrollen, können entsprechend große Längen der Verbindungsschläuche vorgesehen werden, sodass die Verbindung der Elektrolyseeinrichtung mit dem Tiefseespeicher bzw. des Tiefseespeichers mit dem Hochdruckspeicher und ggf. mit der Elektrolyseeinrichtung an der Wasseroberfläche vorgenommen werden kann, auch wenn sich wenigstens eine der miteinander zu verbindenden Einheiten in großer Tiefe befindet. Die Herstellung der Schlauchverbindung zwischen der Elektrolyseeinrichtung und dem wenigstens einen Tiefseespeicher bzw. das Trennen die- ser Verbindung kann beispielsweise im Falle eines Austausches eines Tiefseespeichers für Wartungszwecke erforderlich sein. Dadurch, dass die entsprechenden Verbindungsschläuche an der Wasseroberfläche miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt werden, kann die Elektrolyseeinrichtung beim Austausch- Vorgang eines Tiefseespeichers in ihrer Position unter Wasser verbleiben oder bei einem Austauschvorgang der Elektrolyse kann der zumindest eine Tiefseespeicher unter Wasser verbleiben.

In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Schlauchverbindung zwischen zwei Einheiten von zwei an der Wasseroberfläche aneinander anschließbaren Verbindungsschläuchen gebildet ist, die jeweils von einer Schlauchrolle ausgehen können . Um die erfindungsgemäße Vorrichtung in großer Wassertiefe anordnen zu können, ist es in der Regel erforderlich, die Ein ^¬ richtung auf dem offenen Meer zu betreiben. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Elektrolyseeinrich- tung und dem wenigstens einen Tiefseespeicher jeweils eine schwimmende Plattform zugeordnet ist, von welcher die jeweilige Einheit mit Hilfe eines Zugseils abgesenkt werden kann. Die schwimmenden Plattformen weisen hierbei bevorzugt jeweils we- nigstens eine Seilrolle für ein die Plattform mit der absenkbaren Einheit verbindendes Zugseil auf. Die absenkbare Einheit, d.h. die Elektrolyseeinrichtung und/oder der wenigstens eine Tiefseespeicher können darüber hinaus mit Hilfe eines Ankerseils und einer entsprechenden Verankerung am Grund verankert werden. Wenn, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, das Ankerseil auf der entsprechenden Einheit angeordneten Ankerseilrolle aufrollbar ist, kann die entsprechende Einheit auf einfache Art und Weise in ihrer Höhe verstellt werden und gleichzeitig sicher positioniert werden.

Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass die schwimmenden Plattformen jeweils wenigstens eine Sicherungsseilrolle für ein Sicherungsseil aufweisen, an welches ein Ende eines Verbindungsschlauches befestigbar ist. Das Sicherungsseil kann hierbei insbesondere dauerhaft am Ende des jeweiligen Verbindungsschlauches befestigt sein, sodass das Ende des Verbindungsschlauches in einfacher Art und Weise von der schwimmenden Plattform aus bis hinunter zur Elektrolyseeinheit bzw. dem Tiefseespeicher abgesenkt werden kann. Für den Fall, dass die Verbindungsschläuche wiederum getrennt werden müssen, dient das Sicherungsseil dazu, die miteinander verbundenen Enden der Schläuche an die Wasseroberfläche zu ziehen, sodass die Handhabung entsprechend vereinfacht wird. Der Hochdruckspeicher verfügt nicht notwendiger Weise über eine eigene schwimmende Plattform, sondern kann von den anderen Einheiten zugeordneten schwimmenden Plattformen gehalten werden. Die Ausbildung ist in diesem Zusammenhang bevorzugt derart wei- tergebildet, dass die der Elektrolyseeinrichtung zugeordnete schwimmende Plattform und die dem wenigstens einen Tiefseespeicher zugeordnete schwimmende Plattform jeweils eine Seilrolle für ein mit dem Hochdruckspeicher verbindbares Zugseil aufwei- sen. Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass wenigstens zwei Tiefseespeicher mit jeweils zugeordneter schwimmender Plattform vorgesehen sind, wobei die schwimmenden Plattformen der wenigstens einen Elektrolyseeinrichtung und der wenigstens zwei Tiefseespeicher angeordnet sind, um im Falle von drei schwimmenden Plattformen ein Dreieck aufzuspannen, wobei der Hochdruckspeicher in der Mitte des Dreiecks angeordnet ist und mit Zugseilen an die schwimmenden Plattformen der wenigstens einen Elektroiyseeinrichtung und der wenigstens zwei Tiefseespeicher angehängt ist. nalog kann im Falle von mehr als drei Einheiten mit schwimmender Plattform von den schwimmenden Plattformen ein Vieleck, insbesondere ein Viereck oder Sechseck gebildet werden, wobei der Hochdruckspeicher wiederum in der Mitte des Vielecks angeordnet und an den schwimmenden Plattformen angehängt ist.

Die flexiblen Anschlussmöglichkeiten der Schlauchverbindungen der Tiefseespeicher ermöglichen auch den Weitertransport der Gase über weitere Schlauchverbindungen. Sowohl die genannten Schlauchrollen, als auch die Sicherungsseilrollen und die Zugseilrollen können als elektrisch angetriebene Rollen ausgebildet sein, wobei ohne weiters Schlauchbzw. Seillängen von 10 km aufrollbar sind. Auf der der Elektrolyseeinrichtung zugeordneten schwimmenden Plattform kann zu- sätzlich eine Starkstromelektrikkabelrolle angeordnet sein, um die Elektrolyseeinrichtung unabhängig von deren abgesenkter Position mit dem für die Elektrolyse erforderlichen Strom zu speisen . Optional kann mittels zumindest eines zusätzlichen Vorratsbehälters für das Elektrolyt (vorzugsweise Wasser) und/oder zumindest eines Zielbehälters für das verwendete Elektrolyt und entsprechender Verbindungen zur Elektrolyse unter den Elektrolyseeinheiten, einer zusätzlichen Plattform darunter mit auf der Unterseite befestigten Zugseilrollen und mit einer zusätzlichen Schlauchrolle daneben, der Abtransport von zusätzlich anfallenden Stoffen der Elektrolyse (beispielsweise Natronlau- ge) erfolgen, indem diese beim nächsten Äbtauchvorgang der Hochdruckspeicherplattform vorab in einen separaten, dafür geeigneten Speicher geleitet und an die Oberfläche transportiert werden, oder zusammen mit der Elektrolyseeinheit ohne Austausch des Elektrolyts an die Oberfläche verbracht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Figur ist eine Elektrolyseeinrichtung 1 dargestellt, mit der schwimmenden Plattform 2, auf deren Oberseite zwei Sicherungsseilrollen 3 und 4, eine Seilrolle 5 für ein Zugseil 14 und eine weitere, in der Draufsicht erkennbare, ein zum Hochdruckspeicher 51 führendes Zugseil 58 aufnehmende Seilrolle 6 befestigt sind. Weiters angebracht sind Ösen 7 und 8 zur Befes- tigung der Gasschläuche 10 und 11 an der schwimmenden Plattform 2. Die Schlauchenden der Gasschläuche 10 und 11 werden mittels an der schwimmenden Plattform 2 befestigter Sicherungsseile 12 und 13 gesichert. Die Unterwasserplattform 9 der Elektrolyseeinrichtung 1 ist mit der schwimmenden Plattform 2 über das Zugseil 14 verbunden. An der schwimmenden Plattform 2 wird das Zugseil 14 durch eine Öffnung 15 geführt und befestigt. An der Unterwasserplattform 9 erfolgt die Verbindung mit dem Zugseil 14 an einer vorgesehene Aufhängung 16. An der Unterwasserplatt- form 9 befinden sich zwei Schlauchrollen 17 und 18 zum Aufrollen der Gasschläuche 10 und 11 und die neben der Sicherungsseilrolle 20 befestigten Elektrolysezellen 19. Durch das Vorsehen von wenigstens zwei Elektrolysezellen wird eine Redundanz erreicht und damit die Ausfallssicherheit erhöht. Die zentral an der Unterseite der Unterwasserplattform 9 angebrachte Sicherungsseilrolle 20 dient der Aufnahme eines mit einer Ankereinrichtung 22 verbundenen Ankerseils 21. Mit 24 ist die schwimmende Plattform des ersten Tiefseespeichers 23 bezeichnet. Ein zweiter Tiefseespeicher ist mit 62 bezeichnet und ist identisch aufgebaut wie der erste Tiefseespeicher 23. Auf der Plattform 24 befinden sich Sicherungsseilrollen 25 und 26 zur Aufnahme von Sicherungsseilen 27 und 28 zur Sicherung des Gaszuleitungsschlauchs 30 und des Gasab- leitungsschlauchs 29, sowie zwei Seilrollen 31 und 32 zum Aufrollen der an der ünterwasserplattform 35 mittels Ösen 36 und 37 (nicht dargestellt) befestigten Zugseile 33 und 34. Weiters sind zwei Sicherungsösen 49 und 50 zur Sicherung des Gaszulei- tungs- 30 und des Gasableitungsschlauchs 29, eine Seilrolle 40 zur Aufnahme eines an der Unterwasserplattform 35 befestigten zentralen Zugseils 39 sowie eine dahinterliegende , in der Draufsicht erkennbare Seilrolle 38 zur Aufnahme eines zum Hochdruckspeicher 51 führenden Seils 56 angeordnet. An der Unter- seite der Ünterwasserplattform 35 befindet sich zentral befestigt eine Seilrolle 41 zum Aufrollen des Ankerseils 42, das an seinem Ende mit einer Ankereinrichtung 43 verbunden ist. Seitlich außerhalb der Seilrolle 41 ist eine den Gasableitungsschlauch 29 aufnehmende Schlauchrolle 44, sowie eine den Gaszu- leitungsschlauch 30 aufnehmende Schlauchrolle 45 (verdeckt, hinter der Rolle 41) befestigt. Die beiden Schlauchenden des Gaszuleitungs- 30 und Gasableitungsschlauchs 29 werden durch die beiden Öffnungen 46 und 47 (nicht dargestellt) zum Tiefsee- tank 48 geführt. Der Tiefseetank 48 besteht aus einer Mehrzahl von ballonartigen Speichervolumina. Auf Grund der Mehrzahl von Speichervolumina wird eine Redundanz und damit eine Ausfallssicherheit erreicht.

Der Hochdruckspeicher ist mit 51 bezeichnet, bestehend aus einer Plattform 52 zur Lagerung des Hochdrucktanks 66, Sicherungsösen 53, 54, 55 (nicht dargestellt) zur Befestigung der Zugseile 56, 57, 58 sowie einer zentral an der Unterseite der Plattform 52 angebrachten Seilrolle 59 zum Aufrollen eines ^' Ankerseils 60, das an seinem Ende mit einer Anke einrichtung 61 verbunden ist.

Die Elektrolyseeinheit 1 und die beiden Tiefseespeicher 23, 62 sind um den Hochdruckspeicher 51 herum angeordnet. Die Elektrolyseeinheit 1 und die beiden Tiefseespeicher 23, 62 sind zueinander durch die Sicherungsseile 63, 64, 65 gesichert und durch die Zugseile 56, 57, 58 mit dem Hochdruckspeicher 51 verbunden. Die Verankerung der Elektrolyseeinheit und der beiden Tiefseespeicher können im Vergleich zu den jeweils zugeordneten schwimmenden Plattformen radial nach außen versetzt sein, um auf diese Art und Weise eine pyramidenförmige Gesamtstruktur zu erzielen, die zu einer erhöhten Stabilität führt. Die erzielte Stabilität kann ausgenutzt werden, um weitere schwimmende Plattformen ohne Verankerung an die bestehenden Plattformen anzudocken .

Die Anordnung der schwimmenden Plattformen ermöglicht die Nut- zung der Wellenenergie auf hoher See. Auf die Verbindungsseile 63, 64, 65 der Plattformen wirkt durch den Wellengang eine Belastung, die durch entsprechende Stoßdämpfer zusätzlich in elektrische Energie gewandelt werden kann. Stoßdämpfer können für die Nutzung der Auf- und Abbewegungen auch an Zugseilen der schwimmenden Plattform angeordnet werden.

Die an den Unterwasserplattformen angeordneten Schlauchrollen sind bevorzugt so ausgerichtet, dass die Abwickel- bzw. Aufwickelrichtung möglichst in Richtung zur entsprechenden ^" Nach- barplattform verläuft.