BRENNGAS IN EINEM PLASMA

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Brenngas, insbesondere Wasserstoff (H ₂ ), Kohlenmonoxid (CO) und gegebenenfalls gasförmigen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Methan (CH ₄ ), sowie einen Elektrolyt, welcher bei der Vorrichtung und dem Verfahren verwendbar ist.

Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Methan können als Brenngase bei der Erzeugung von beispielsweise Heizenergie zum Heizen von Gebäuden oder von beispielsweise elektrischer Energie zum Antrieb von Maschinen, insbesondere Fahrzeugen, usw. Verwendung finden.

RU 2 258 097 C1 beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung von thermischer Energie, Wasserstoff und Sauerstoff. Bei dieser wird in einen Reaktorraum von einer Seite eine Lösung eingeführt. Die Lösung läuft seitlich in einen Spalt, der parallel zur Strömungsrichtung der Einlassöffnung der Lösung in dem Reaktorraum angeordnet ist. Der Spalt ist zwischen einem flächigen Ansatz an einem Ende einer stabförmigen Anode und einer stabförmigen Kathode gebildet, deren eines Ende dem flächigen Ansatz der Anode und einem Durchgangsloch der Anode zugewandt ist. Durch Anlegen einer Spannung zwischen Kathode und Anode werden in dem Spalt chemische Verbindungen der Moleküle und Ionen der Lösung zerstört. Dadurch entsteht neben thermischer Energie auch Wasserstoff und Sauerstoff, die auf der anderen Seite des Spalts aus dem Spalt austreten und an einer zum Spalt in der Höhe versetzten Auslassöffnung des Reaktorraums aus dem Reaktorraum ausgelassen werden. Hierbei wird eine Explosion beim Bilden von Plasma in dem Spalt bzw. der Kathodenzone vermieden.

WO 2009/029292 A1 offenbart eine Wasserstofferzeugung mit C0 ₂ - und CO- Absonderung bei Kohle- und Erdgaskraftwerken unter Verwendung von herkömmlicher Elektrolyse. Hier werden die Rohstoffe Wasser, Kohle, und NaCI (Natriumchlorid) sowie NaOH (Natriumhydroxid) verwendet, um H ₂ zu erzeugen. Die Ausbeute von Brenngas aus den verwendeten Rohstoffen bei dem Stand der Technik ist jedoch noch optimierbar. Zudem ist bei dem genannten Stand der Technik die Art des erzeugten Brenngases nicht nach jeweils bestehendem Bedarf einstellbar. Das heißt, die Vorrichtungen können nur Wasserstoff, jedoch nicht noch andere Brenngase, wie Kohlenmonoxid und/oder Methan, gleichzeitig produzieren.

Außerdem gibt es im Stand der Technik viele Versuche, Kohle aus Biomasse zu gewinnen. Hierbei sind verschiedenste Verfahren zur hydrothermalen Karbonisierung von Biomasse bekannt, wie beispielsweise aus der WO 2010/006 881 A1 oder der DE 10 2008 007 791 A1 . Bei solchen Verfahren kann Kohle durch Trocknung eines wässrigen Kohleschlamms gewonnen werden. Für die Trocknung ist die Zufuhr externer Energie erforderlich. Es wäre vorteilhaft, wenn auf die Trocknung verzichtet werden könnte und der wässrige Kohleschlamm direkt wieder als Rohstoff für die Erzeugung von anderen industriell nutzbaren Stoffen zum Einsatz kommen könnte. Darüber hinaus werden derzeit mit Blick auf den Klimawandel immer größere Anstrengungen unternommen, um die weltweit zunehmende Erzeugung von Kohlendioxid zumindest zu beschränken, die bei der Verbrennung von organischen Brennstoffen beispielsweise zum Antrieb von Maschinen und/oder zur Erzeugung von elektrischer und/oder Heizenergie stattfindet. Unter organischen Brennstoffen sind zu verstehen Kohle, Öl, Erdgas, Biomasse (nachwachsende Stoffe, insbesondere Holz, Schilfgräser usw., Bioabfälle, insbesondere Klärschlämme, usw.), Haus- und/oder Gewerbemüll, usw. Als eine Variante der Beschränkung der Kohlendioxiderzeugung wird derzeit überlegt, bei einer Verbrennung freiwerdendes Kohlendioxid in Tanks aufzufangen und das Kohledioxid unter dem Erdboden zu speichern. Auf diese Weise soll die Menge von in die Atmosphäre gelangendem Kohlendioxid verringert werden. Jedoch ist eine Lagerung des Kohlendioxids unter dem Erdboden problematisch, da hierfür erst geeignete Lagerstätten gefunden und hergerichtet werden müssen. Zudem muss dann sichergestellt werden, dass das Kohlendioxid nicht unbeabsichtigt trotzdem aus der Lagerstätte in die Atmosphäre entweicht. Es wäre also ein großer Vorteil, wenn zumindest bei der Verbrennung von organischen Brennstoffen erzeugtes Kohlendioxid wieder als Rohstoff für die Erzeugung von anderen industriell nutzbaren Stoffen zum Einsatz kommen könnte. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Brenngas bereitzustellen, welche mit einfachen Mitteln verschiedene Arten von Brenngas mit einem hohen Wirkungsgrad erzeugen können und dabei sowohl Kohlenschlamm als auch Kohlendioxid als Rohstoff verwenden können, sowie einen Elektrolyt bereitzustellen, welcher bei der Vorrichtung und dem Verfahren verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Die Vorrichtung umfasst ein flächiges Element zur Aufnahme eines Elektrolyts aus Kohlenstoff und Wasser, ein Elektrolyt-Zufuhrrohr zur Zufuhr des Elektrolyts auf das flächige Element, und eine Elektrode, die mit einem ihrer Enden dem flächigen Element zugewandt ist, wobei das Elektrolyt-Zufuhrrohr und die Elektrode derart ausgestaltet sind, dass zwischen ihnen eine elektrische Spannung anlegbar ist, um zwischen Elektrode und Elektrolyt ein Plasma zu bilden, wodurch das Brenngas erzeugt wird. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.

Bevorzugt weist die Elektrode mindestens ein stabförmiges Element auf, das mit einem seiner Enden dem flächigen Element zugewandt ist. Hierbei kann das dem flächigen Element zugewandte Ende des stabförmigen Elements spitz zulaufend ausgebildet sein.

Es ist von Vorteil, wenn die Vorrichtung zudem eine Halteeinrichtung hat, an welcher das mindestens eine stabförmige Element mit seinem anderen Ende befestigt ist, welches von dem flächigen Element abgewandt ist.

Die Halteeinrichtung kann ebenfalls ein flächiges Element sein, an dessen Umfang mehrere stabförmige Elemente des mindestens einen stabförmigen Elements voneinander beabstandet befestigt sind.

Bevorzugt hat die Halteeinrichtung ein Durchgangsloch zur Zufuhr von Kohlendioxid zwischen Halteeinrichtung und flächiges Element aufweist. In einer vorteilhafte Variante ist die Halteeinrichtung Teil der Elektrode, welche ein Durchgangsloch zur Zufuhr von Kohlendioxid zwischen Halteeinrichtung und flächiges Element aufweist.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung ein Reaktorgefäß zur Aufnahme des flächigen Elements, des mindestens einen stabförmigen Elements, der Halteeinrichtung und eines Teils des Elektrolyt-Zufuhrrohrs haben.

Das Reaktorgefäß kann ferner mit einer Rückführleitung zur Rückführung von überschüssigem Elektrolyt aus dem Reaktorgefäß in einen Behälter verbunden sein, aus welchem der Elektrolyt dem Reaktorgefäß zugeführt wird. Es ist auch von Vorteil, wenn die Vorrichtung zudem eine Temperaturregeleinrichtung zur Regelung der Temperatur des flächigen Elements hat.

Es ist denkbar, dass das mindestens eine stabförmige Element ein Stab aus einem hochtemperaturfesten leitfähigen Material ist.

Gemäß einer weiteren Möglichkeit kann die Vorrichtung eine Gaskühleinrichtung zur Kühlung und Entfeuchtung von mit der Vorrichtung erzeugtem Brenngas umfassen.

Außerdem ist es möglich, dass die Vorrichtung zudem eine Elektrolytkühleinrichtung hat, welche dem Elektrolyt-Zufuhrrohr vorgeschaltet ist.

Bevorzugt enthält das von der Vorrichtung erzeugte Brenngas Wasserstoff, Kohlenmonoxid und/oder gasförmige Kohlenwasserstoffe. Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Erzeugen von Brenngas gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 14 umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte: Zuführen eines Elektrolyts aus Kohlenstoff und Wasser mittels eines Elektrolyt-Zufuhrrohrs auf ein flächiges Element, Aufnehmen des Elektrolyts auf dem flächigen Element, und Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen einer Elektrode, die dem flächigen Element zugewandt ist, und dem Elektrolyt-Zufuhrrohr, zum Bilden eines Plasmas zwischen Elektrode und Elektrolyt, wodurch das Brenngas erzeugt wird.

Ferner wird die zuvor genannte Aufgabe durch einen Elektrolyt nach Patentanspruch 15 gelöst. Der Elektrolyt hat die Bestandteile Wasser und Kohlenstoff und dient zur Verwendung bei einer wie zuvor beschriebenen Vorrichtung oder einem wie zuvor beschriebenen Verfahren, wobei dem Elektrolyt zudem eine Verbindung zugesetzt ist, die in wässriger Lösung in Ionen zerfällt.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung und das Verfahren sind in der Lage, unter geringer Zufuhr von elektrischer Energie eine hohe Menge an Brenngas zu erzeugen, welches bei seiner Verbrennung eine hohe Menge thermischer Energie freisetzen kann. Die thermische Energie kann mittels bekannter Verfahren in andere Energieformen, wie elektrische Energie, Dampf usw. umgesetzt werden.

Die Ausgestaltung des Elektrolyt-Zufuhrrohrs als Elektrode, an welche die Spannung zur Erzeugung von Plasma angelegt wird und die Ausgestaltung der Gegenelektrode als stabförmiges Element, das dem Elektrolyt-Zufuhrrohr zugewandt ist, wie zuvor beschrieben, ist besonders vorteilhaft, um einen hohen Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Brenngas zu erzielen.

Zudem kann das bei einer nachfolgenden Verbrennung des Brenngases freigesetzte Kohlendioxid oder auch bei der Verbrennung anderer organischer Stoffe als Abgas freigesetztes Kohlendioxid als Ausgangsmaterial zur Erzeugung des Brenngases mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung oder des zuvor beschriebenen Verfahrens Verwendung finden. Als weiteres Ausgangsmaterial kann ein wässriges Kohlenstoffgemisch aus Kohlenstoff und Wasser, also Kohleschlamm, dem gegebenenfalls zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit noch Natriumhydroxid oder Natriumchlorid beigefügt ist, zum Einsatz kommen. Kohlendioxid und Kohleschlamm, insbesondere Biomasseschlamm, sind demzufolge für die zuvor beschriebene Vorrichtung und das zuvor beschriebene Verfahren Rohstoffe. Dadurch dient die zuvor beschriebene Vorrichtung und das zuvor beschriebene Verfahren zum Recyceln von Kohlendioxid und Kohleschlamm, insbesondere Biomasseschlamm. Die energieintensive Trocknung des Kohleschlamms zur Herstellung von Kohle und die aufwändige Lagerung von Kohledioxid unter dem Erdboden sind somit nicht erforderlich.

Als weiterer Vorteil kann durch den Wechsel von fossilen Brennstoffen auf mit der Vorrichtung erzeugtem Brenngas als Brennstoff ein Kreislauf entstehen, der die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen einfach und kostengünstig beseitigt. Es ist auch besonders vorteilhaft, dass in der zuvor beschriebenen Vorrichtung und dem dazugehörigen Verfahren keine Knallgasbildung stattfindet, bei welcher Wasserstoff und Sauerstoff wieder miteinander reagieren und dadurch Wasser entsteht. Als Folge davon kann die Erzeugung von Abwärme minimiert werden. Stattdessen haben die zuvor beschriebene Vorrichtung und das dazugehörige Verfahren unter geringer Energiezufuhr von elektrischer Energie eine höhere Ausbeute von Brenngas.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlicher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von

Brenngas gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Detailansicht der Vorrichtung von Fig. 1 mit einer Schnittansicht eines Reaktorgefäßes der Vorrichtung; Fig. 3 eine Detailansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A ein Blockschaltbild für eine Temperaturregelung in einem Reaktorgefäß einer Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4B eine Detailansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von

Brenngas gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung identische Bezugszeichen verwendet. Ferner sind der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellte Ausführungsform stellt lediglich ein Beispiel dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas ausgestaltet sein kann und das dazugehörige Verfahren zum Erzeugen von Brenngas ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.

Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu den anderen Elementen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Brenngas 7 mittels eines Elektrolyts 8 aus Kohlenstoff (C) und Wasser (H ₂ 0), dem gegebenenfalls zur Erhöhung der Leitfähigkeit noch eine Verbindung zugesetzt ist, die in wässriger Lösung in Ionen zerfällt, wie beispielsweise Natriumhydroxid (NaOH), Natriumchlorid (NaCI), Natriumsulfat (Na ₂ S0 ₄ ), Kaliumhydroxid (KOH), Kaliumchlorid (KCl), Kaliumnitrat (KN0 ₃ ) usw. , gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Hierzu hat die Vorrichtung 1 einen Behälter 10 zur Aufnahme des Elektrolyts 8. In dem Behälter 10 kann auch ein nicht dargestelltes Rührwerk zum Rühren des Gemischs aus Kohlenstoff und Wasser vorhanden sein, so dass der Kohlenstoff in dem Wasser dispergiert ist. In den Behälter 10 münden eine Leitung 20 zur Ausleitung von Elektrolyt 8, in Pfeilrichtung, zu einer Elektrolyt-Förderpumpe 30 und eine Rückführleitung 25 zur Rückführung von Elektrolyt 8. Die Elektrolyt-Förderpumpe 30 dient zur Förderung von Elektrolyt 8 durch die Leitung 20 zu einer Elektrolytkühleinrichtung 40 zur Kühlung des Elektrolyts 8, wenn dies erforderlich sein sollte. Von der Elektrolytkühleinrichtung 40 wird der Elektrolyt 8 mittels der Leitung 20 zu einem Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 geleitet, welches den Elektrolyt 8 in ein Reaktorgefäß 60 zuführt. Aus dem Reaktorgefäß 60 kann überschüssiger Elektrolyt 8 mittels der Rückführleitung 25 wieder in den Behälter 10 zurückgeführt werden. In das Reaktorgefäß 20 ragt eine Elektrode 70, deren eines Ende einem Ende des Zufuhrrohrs 50 zugewandt ist. Die anderen Enden von Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 und Elektrode 70, die voneinander abgewandt sind, sind an eine Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 angeschlossen. Wird mittels der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 über in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Stromleitungen eine Spannung zwischen dem Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 (Anode) und der Elektrode 70 (Kathode) angelegt, kann zwischen der Elektrode 70 (Kathode) und dem von dem Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 (Anode) zugeführten Elektrolyt 8 ein Plasma erzeugt werden. Eine Strombegrenzung am Plasma kann mittels eines elektrischen Vorschaltwiderstands 90 erzielt werden, der zwischen das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 und die Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 geschaltet ist. Durch die Wärmeentwicklung in dem Plasma bildet sich aus dem Elektrolyt 8 Brenngas 7, genauer gesagt Wasserstoff (H ₂ ) und Kohlenmonoxid (CO) sowie gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan (CH ₄ ), wie später noch ausführlicher beschrieben. Das Brenngas 7 wird aus dem Reaktorgefäß 60 in eine Brenngaskühleinrichtung 100 zum Kühlen des Brenngases 7 geleitet, in welcher das Brenngas 7 entfeuchtet wird. Das dabei entstehende Wasser läuft oder tropft zurück in das Reaktorgefäß 60. Die Bestandteile H ₂ + CO des Brenngases 7 sind auch unter den Namen Synthesegas oder Stadtgas bekannt. Das Brenngas 7 kann anderen Vorrichtungen zugeführt werden, welche das Brenngas 7 zur Erzeugung von thermischer Energie verbrennen können. Hierfür kann das Brenngas 7 je nach Bedarf auch zumindest teilweise in seine Bestandteile, also Wasserstoff (H ₂ ), Kohlenmonoxid (CO), sowie gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan (CH ₄ ), zerlegt werden. Die Vorrichtung 1 in Fig. 1 hat ferner ein Kühlleitungssystem 1 10, welches mittels einer Kühlmittel-Förderpumpe 120, die von einer Kühlleitungssystem-Spannungsquelle 1 30 mit elektrischer Energie versorgt wird, Kühlmittel von einem Kühlmittelzulauf K _in in Pfeilrichtung über einen elektrischen Vorschaltwiderstand 140 für die Kühlleitungssystem-Spannungsquelle 130, den elektrischen Vorschaltwiderstand 90, die Elektrode 70, das Reaktorgefäß 60, die Elektrolytkühleinrichtung 40, die Gaskühleinrichtung 100 einem Kühlmittelablauf K _aus zuführt. In dem Kühlleitungssystem 1 10 ist zwischen Kühlmittelzulauf K _in und dem elektrischen Vorschaltwiderstand 140 ein Volumenstrommesser Fi vorhanden, mittels welchem das ihn durchströmende Volumen von Kühlmittel bzw. der Kühlmittelvolumenstrom und damit die Menge von Kühlmittel in dem Kühlleitungssystem messbar ist. An dem Kühlleitungssystem 1 10 sind eine Vielzahl von Temperatursensoren T T ₂ , T ₃ , T ₄ , T ₅ , T ₆ , T ₇ vorhanden, welche an verschiedensten Stellen im Kühlleitungssystem 1 1 0 angeordnet sind, um jeweils die Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlleitungssystem 1 1 0 zu messen. Der Temperatursensor J dient zum Messen der Temperatur des Kühlmittels am Eingang des Kühlleitungssystems 1 1 0 bzw. zwischen dem elektrischen Vorschaltwiderstand 140 und dem elektrischen Vorschaltwiderstand 90. Der Temperatursensor T ₂ dient zum Messen der Temperatur des Kühlmittels im Kühlleitungssystem 1 10 zwischen dem elektrischen Vorschaltwiderstand 90 und der Elektrode 70. Der Temperatursensor T ₃ dient zum Messen der Temperatur des Kühlmittels im Kühlleitungssystem 1 10 zwischen der Elektrode 70 und dem Reaktorgefäß 60. Der Temperatursensor T ₄ dient zum Messen der Temperatur des Kühlmittels im Kühlleitungssystem 1 10 zwischen dem Reaktorgefäß 60 und der Elektrolytkühleinrichtung 40. Der Temperatursensor T ₅ dient zum Messen der Temperatur des Kühlmittels im Kühlleitungssystem 1 10 zwischen der Elektrolytkühleinrichtung 40 und der Gaskühleinrichtung 100. Der Temperatursensor T ₆ dient zum Messen der Temperatur des Kühlmittels im Kühlleitungssystem 1 10 zwischen der Gaskühleinrichtung 100 und dem Kühlmittelablauf K _aus . Der Temperatursensor T ₇ dient zum Messen der Temperatur der Vorrichtung 1 . Bei dem Kühlleitungssystem 1 10 in Fig. 1 kann mittels eines Ventils V die Zufuhr von Kühlmittel zu der Elektrolytkühleinrichtung 40 geregelt werden. Das Ventil V ist in dem Kühlleitungssystem 1 10 zwischen Reaktorgefäß 60 und Gaskühleinrichtung 100 eingebaut. Bei geöffnetem Ventil V wird das Kühlmittel über das Ventil V an der Elektrolytkühleinrichtung 40 vorbeigeführt. Somit dient das Ventil V als Bypass. Bei geschlossenem Ventil V durchströmt das Kühlmittel nur die Elektrolytkühleinrichtung 40 und wird an dem Ventil V vorbeigeführt. Bei nur teilweise geöffnetem bzw. geschlossenem Ventil V durchströmt das Kühlmittel je nach Öffnungs- bzw. Schließgrad des Ventils V teilweise das Ventil V und teilweise die Elektrolytkühleinrichtung 40. Fig. 2 stellt das Reaktorgefäß 60 mit Elektrode 70 und Zufuhrrohr 50 genauer dar. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist in Fig. 2 auch die Option dargestellt, dass das Reaktorgefäß 60 an mehreren Stellen mit Kühlmittel durchflössen ist, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben. Zur besseren Veranschaulichung sind auch der Behälter 10, die Leitung 20, die Rückführleitung 25, die Elektrolytförderpumpe 30, und die Elektrolytkühleinrichtung 40 dargestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat das Reaktorgefäß 60 einen horizontal angeordneten Reaktorboden 61 , über dem ein zur Horizontale geneigt angeordneter Zwischenboden 62 angeordnet ist, einen ersten Raum 63, einen zweiten Raum 64, zwei vertikal angeordnete Seitenwände 65a, 65b und einen horizontal angeordneten Reaktordeckel 66 mit einem Aufsatz 67. Der erste Raum 63 ist zwischen dem Reaktorboden 61 , dem Zwischenboden 62 und einem Teil der Seitenwand 65b gebildet. Der zweite Raum ist zwischen dem Zwischenboden 62, der Seitenwand 65a, einem anderen Teil der Seitenwand 65b und dem Reaktordeckel 66 gebildet. Der erste Raum 63 und der zweite Raum 64 sind gegeneinander abgeschlossen.

In den ersten Raum 63 zwischen Reaktorboden 61 und Zwischenboden 62 kann das Kühlmittel des Kühlleitungssystems 1 10 zur Kühlung des Reaktorbodens 61 und des Zwischenbodens in das Reaktorgefäß 60 eingeleitet werden. Hierzu ist der Reaktorboden 61 in Fig. 2 mit zwei Durchgangsbohrungen 61 a, 61 b versehen, durch welche das Kühlmittel des Kühlleitungssystems 1 10 zwischen Reaktorboden 61 und Zwischenboden 62 geleitet werden kann. Die Durchgangsbohrung 61 a dient zum Einleiten des Kühlmittels aus dem Kühlleitungssystem 1 10 in den ersten Raum 63, und die Durchgangsbohrung 61 b dient zum Ableiten des Kühlmittels des Kühlleitungssystem 1 10 aus dem ersten Raum 63. Die Durchgangsbohrung 61 a befindet sich in der Nähe des niedrigsten Punkts des ersten Raums 63, die Durchgangsbohrung 61 b befindet sich in der Nähe des höchsten Punkts des ersten Raums 63. Durch den Reaktorboden 61 und den Zwischenboden 62 und somit auch den ersten Raum 63 hindurch ist zudem das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 geführt. Ein Ende 51 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50 befindet sich infolgedessen außerhalb des Reaktorgefäßes 60 und ein anderes Ende 52 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50 befindet sind in dem zweiten Raum 64. Das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 kann somit ebenfalls mittels des Kühlmittels des Kühlleitungssystems 1 10 gekühlt werden. In Fig. 2 ist an dem Ende 51 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50, welches au ßerhalb des Reaktorgefäßes 60 angeordnet ist, ein Anschluss 53 zum Anschluss der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 vorhanden. An den Anschluss 53 wird vorzugsweise ein positiver Pol (Pluspol) der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 angeschlossen. An dem anderen Ende 52 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50 ist an einem Vorsprung 54 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50 ein flächiges Element 55 angesetzt. Das andere Ende 52 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50, der Vorsprung 54 und das flächige Element 55 sind in dem zweiten Raum 64 des Reaktorgefäßes 60 angeordnet.

Das flächige Element 55 hat in Fig. 2 einen Aufnahmeteller 55a mit einer Mulde zur Aufnahme des Elektrolyts 8, der von dem Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 auf das flächige Element 55 aufgebracht wird. Hierzu endet das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 an seinem anderen Ende 52 in der Mulde des Aufnahmetellers 55a. Zudem hat das flächige Element 55 einen Unterbau 55b, der unter dem Aufnahmeteller 55a angeordnet ist, und durch den das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 geführt ist. Überschüssiger Elektrolyt 8 kann mittels der Rückführleitung 25 aus dem zweiten Raum 64 des Reaktorgefäßes 60 abgeleitet und wieder in den Behälter 10 (Fig. 1 ) rückgeführt werden

Wie in Fig. 2 zudem dargestellt, ist ein Ende 71 der Elektrode 70 von dem flächigen Element 55 abgewandt, wohingegen ein anderes Ende 72 der Elektrode 70 dem flächigen Element 55 zugewandt ist. Das Ende 71 der Elektrode 70 befindet sich au ßerhalb des Reaktorgefäßes 60 und an ihm ist die Elektrode 70 über einen Anschluss 73 an die Spannungsquelle 80 anschließbar. An den Anschluss 73 wird vorzugsweise ein negativer Pol (Minuspol) der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 angeschlossen. Zudem ist die Elektrode 70 an dem Ende 71 mittels eines Einlasses 71 a und Auslasses 71 b an das Kühlleitungssystem 1 10 anschließbar, so dass die Elektrode 70 von Kühlmittel des Kühlleitungssystems 1 10 durchströmt und so gekühlt werden kann. Das Ende 71 der Elektrode 70 kann somit die Form eines Ventils haben, wie in Fig. 2 dargestellt. Das andere Ende 72 der Elektrode 70 befindet sich in dem zweiten Raum 64 und ist dem flächigen Element 55 und somit auch dem Ende 52 des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50 zugewandt. Die Elektrode 70 führt also vollständig durch den Reaktordeckel 66 und den Aufsatz 67 bzw. vom Inneren des Reaktorgefäßes 60 zu seinem Äußeren. An dem anderen Ende 72 der Elektrode 70 ist eine Halteeinrichtung 74 angeordnet, an der eine Vielzahl von Stäben bzw. stabförmigen Elementen 75 befestigt sind. Die stabförmigen Elemente 75 sind hierbei jeweils mit einem ihrer Enden 75a an der Halteeinrichtung 74 befestigt, beispielsweise durch Hartlöten. Die anderen Enden 75b der stabförmigen Elemente 75 sind als Spitze ausgebildet und sind jeweils dem flächigen Element 55 zugewandt. Die stabförmigen Elemente 75 sind jeweils mit einem vorbestimmten Abstand voneinander an der Halteeinrichtung 74 angeordnet. Vorzugsweise ist der vorbestimmte Abstand aller stabförmigen Elemente 75 zueinander gleich.

Der in Fig. 2 gezeigte Aufsatz 67 hat einen Einlass 67a und einen Auslass 67b für das Kühlleitungssystem 1 10, so dass der Aufsatz 67 von Kühlmittel des Kühlleitungssystem 1 10 durchströmt wird. Dadurch wird sowohl der Aufsatz 67 als auch der neben dem Aufsatz 67 angeordnete Reaktordeckel 66 gekühlt. Aus dem Aufsatz 67 führt auch eine Leitung 67c zur Ausleitung von Brenngas 7 aus dem Reaktorgefäß 60 bzw. dem zweiten Raum 64 zu der Gaskühleinrichtung 100, auch wenn dies in Fig. 2 nicht im Detail dargestellt ist. Wird nun die Vorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Betrieb genommen, können Wassergas bzw. Synthesegas und beispielsweise gasförmige Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan usw., erzeugt werden. Hierfür wird in einem ersten Schritt der Elektrolyt 8 mittels des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50 auf das flächige Element 55, genauer gesagt auf den Aufnahmeteller 55a, zugeführt. Der Elektrolyt 8 umfasst Kohlenstoff (C) und Wasser (H ₂ 0), dem gegebenenfalls noch zur Erhöhung der Leitfähigkeit die Verbindung zugesetzt ist, die in wässriger Lösung in Ionen zerfällt, wie zuvor beschrieben. Der Aufnahmeteller 55a nimmt den Elektrolyt 8 in seiner Mulde auf. Wird nun eine elektrische Spannung zwischen der Elektrode 70, insbesondere ihren stabförmigen Elementen 75 und dem Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 (Anode) angelegt, um ein Plasma zwischen der Elektrode 70 (Kathode), insbesondere einem ihrer stabförmigen Elemente 75, und dem Elektrolyt 8 zu bilden, wird das Brenngas 7 erzeugt. In dem Plasma sind die Temperaturen so hoch, dass dies eine Spaltung des Wassers in Wasserstoff und Sauerstoff zur Folge hat. Im Reaktorgefäß 60 bzw. im zweiten Raum 64 bzw. zwischen Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 (Anode) und Elektrode 70 (Kathode) laufen vor allem die folgenden Reaktionen ab:

Die Reaktion bei der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird.

Die Reaktion

2H H ₂ bei der zwei Wasserstoffatome zu einem Wasserstoffmolekül rekombinieren.

Die Reaktion

C + H ₂ 0 ^ CO

bei der es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, und bei welcher Wassergas entsteht, eine Mischung aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H ₂ ). Die Reaktion

2 C + 0 ₂ — > 2 CO

bei welcher Generatorgas (Kohlenmonoxid (CO)) erzeugt wird. Die Reaktion

bei welcher Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid (C0 ₂ ) verbrennt. Die Reaktion

bei welcher Kohlendioxid in Kohlenmonoxid und Sauerstoff gespalten wird. - Die Reaktion

C0 ₂ + H ₂ > CO + H ₂ 0

bei welcher Kohlenmonoxid und Wasser erzeugt wird.

Die Reaktion: m C + Ii Ii C _m H _äl bei welcher die Reaktionsprodukte je nach Kettenlänge gasförmig (Methan,

Ethan, Propan, Butan usw.) oder flüssig (höhere Alkane) sind.

Die Reaktion

CO + 3H ₂ - > CH ₄ + H ₂ 0

bei welcher Methan (CH ₄ ) erzeugt wird. Je nach Höhe der an das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 und die Elektrode 70 angelegte Spannung und der Zusammensetzung des Elektrolyts 8, der mittels des Elektrolyt- Zufuhrrohrs 50 auf das flächige Element 55 zugeführt wird, kann das Brenngas 7 eine unterschiedliche Zusammensetzung haben. Das heißt, die oben genannten Reaktionen laufen zwar nebeneinander jedoch mit unterschiedlichen Anteilen in Bezug auf die anderen Reaktionen ab.

Je nach Bedarf kann in den Behälter 10 bzw. den Elektrolyt 8 wieder Wasser zugeführt werden, sollte der Elektrolyt 8 durch Rückführen des überschüssigen Elektrolyts 8 aus dem Reaktorgefäß 60 nicht mehr ausreichend wässrig sein.

Fig. 3 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung 2 zur Erzeugung von Brenngas 7 in einem ähnlichen Detail, wie bei Fig. 2. Die Vorrichtung 2 dieses Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist. Somit sind gleiche Elemente bzw. Komponenten hier nur erneut dargestellt, soweit sie für die Erläuterung des Unterschieds zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel erforderlich sind.

Der Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel besteht lediglich darin, dass die Elektrode 70 zusätzlich mit einer Durchgangsöffnung 76 versehen ist, durch welche Kohlendioxid (C0 ₂ ) in das Reaktorgefäß 60 bzw. den zweiten Raum 64 strömen kann, wie aus Fig. 3 ersichtlich.

Das Kohlendioxid (C0 ₂ ) kann Abgas sein, welches bei der Verbrennung anderer Brennstoffe entstanden ist, wie zuvor beschrieben.

Somit läuft bei Betrieb der Vorrichtung 2 in deren Reaktorgefäß 60 bzw. deren zweitem Raum 64 noch zusätzlich die folgende Reaktion ab:

C0 ₂ + C ^ 2 CO bei der also ebenfalls Kohlenmonoxid (CO) entsteht, welches auch Generatorgas genannt wird. Bei dieser Reaktion stellt sich beim Betrieb der Vorrichtung 2 das Boudouard-Gleichgewicht ein, bei welchem Kohlendioxid (C0 ₂ ) und Kohlenstoff (C) vollständig in Kohlenmonoxid (CO) umgesetzt werden.

Eine Zuführung von Kohlendioxid (C0 ₂ ) in die Vorrichtung 2 kann demzufolge den Anteil von CO in dem Synthesegas (H ₂ + CO) erhöhen, das in dem Reaktorgefäß 60 erzeugt wird. Zusätzlich werden auch bei der Vorrichtung 2 gasförmige Kohlenwasserstoffe (Methan, Ethan, Propan, Butan usw.) erzeugt, die in dem erzeugten Brenngas 7 enthalten sind, wie zuvor beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die anderen Elemente und Funktionen der Vorrichtung 2 des zweiten Ausführungsbeispiels sind gleich den Elementen und Funktionen der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, so dass eine weitere Beschreibung der Vorrichtung 2 hier ausgelassen werden kann.

Fig. 4A und Fig. 4B zeigen in einem dritten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung 3 zur Erzeugung von Brenngas 7. Die Vorrichtung 3 dieses Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut, die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist. Somit sind gleiche Elemente bzw. Komponenten hier nur beschrieben, soweit sie für die Erläuterung des Unterschieds zwischen dem ersten und dritten Ausführungsbeispiel erforderlich sind.

Der Unterschied zwischen dem ersten und dritten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Temperatur in dem Reaktorgefäß 60 mittels einer Temperaturregeleinrichtung 85 regelbar ist, wie in Fig. 4A und Fig. 4B veranschaulicht.

Fig. 4A zeigt schematisch eine Temperaturregeleinrichtung 85, die einen Temperatursensor 86, eine elektronische Recheneinheit 87 und eine Energieabschirmeinrichtung 88 umfasst. Die Temperaturregeleinrichtung 85 ist hierbei über die elektronische Recheneinheit 87 mit der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 elektrisch bzw. signaltechnisch verbunden.

Der Temperatursensor 86 ist in der Energieabschirmeinrichtung 88 angeordnet und dient zum Messen der Temperatur des flächigen Elements 55 und insbesondere des Aufnahmetellers 55a. Es ist vorteilhaft, wenn der Temperatursensor 86 die Temperatur des flächigen Elements 55 und insbesondere des Aufnahmetellers 55a berührungslos misst, beispielsweise mittels Infrarotstrahlung. Die von dem Temperatursensor 86 gemessene Temperatur wird der elektronischen Recheneinheit 87 zugeführt, welche auf der Grundlage der von dem Temperatursensor 86 gemessenen Temperatur die elektrische Leistung berechnet, welche von der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 an das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 und die Elektrode 70 abzugeben ist. Abhängig von dem Ergebnis der Berechnung kann die elektronische Recheneinheit 87 die von der Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 an das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 und die Elektrode 70 abgegebene elektrische Leistung, regeln. Dadurch wird die Temperatur in dem Reaktorgefäß 60 bzw. des zwischen Elektrolyt 8 und Elektrode 70 erzeugten Plasmas geregelt, so dass letztlich die Temperatur des flächigen Elements 55 bzw. des Aufnahmetellers 55 und auch des Elektrolyt-Zufuhrrohrs 50, also von Elementen bzw. Komponenten der Vorrichtung 3, geregelt werden kann.

Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Temperatur in dem Reaktorgefäß 60 bzw. des zwischen Elektrode 70 und Elektrolyt 8 gebildeten Plasmas und außerdem der Temperatur der Komponenten in dem Reaktorgefäß 60 zu hoch oder zu niedrig ist oder wird. Dies wirkt sich sowohl positiv auf die Lebensdauer der Komponenten der Vorrichtung 3 als auch auf die Steuerbarkeit der im Reaktorgefäß 60 ablaufenden Reaktionen und damit der Zusammensetzung des Brenngases 7 aus.

Wie in Fig. 4B veranschaulicht, ist die Energieabschirmeinrichtung 88 als ein Hohlzylinder ausgeführt, der zwischen den beiden Seitenwänden 65a, 65b des Reaktorgefäßes 60 und den einander zugewandten Enden 52, 72 des Elektrolyt- Zufuhrrohrs 50 (Anode) und der Elektrode 70 (Kathode) angeordnet ist. Genauer gesagt, ist die Energieabschirmeinrichtung 88 mit einem vorbestimmten Abstand zu den Seitenwänden 65a, 65b in dem Reaktorgefäß 60 befestigt. Hierbei umgibt die Energieabschirmeinrichtung 88 die Anordnung aus Halteeinrichtung 74, stabförmigen Elementen 75, flächigem Element 55 mit dem gesamten Aufnahmeteller 55a und den größten Teil seines Unterbaus 55b, wie in Fig. 4B gezeigt. Das heißt, die Energieabschirmeinrichtung 88 ist auch mit einem zusätzlichen vorbestimmten Abstand zu der Anordnung aus Halteeinrichtung 74, stabförmigen Elementen 75, flächigem Element 55 und Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 angeordnet. Somit ist zum Einen zwischen Energieabschirmeinrichtung 88 und den Seitenwänden 65a, 65b in dem Reaktorgefäß 60 ein Zwischenraum vorhanden. Zum Anderen ist auch zwischen Energieabschirmeinrichtung 88 und der Anordnung aus Halteeinrichtung 74, stabförmigen Elementen 75, flächigem Element 55 und Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 ein anderer Zwischenraum vorhanden. Die Außenfläche der Energieabschirmeinrichtung 88 bzw. ihres Hohlzylinders, das heißt, die den Seitenwänden 65a, 65b des Reaktorgefäßes 60 zugewandte Fläche der Energieabschirmeinrichtung 88 ist vorzugsweise verspiegelt. Dadurch kann durch Plasmabildung im Reaktorgefäß 60 abgestrahlte Wärmeenergie im Innenraum des Reaktorgefäßes 60 zurückgehalten werden und sie wird nicht oder nur kaum zu den Seitenwänden 65a, 65b des Reaktorgefäßes 60 abgestrahlt. Auf diese Weise kann die Verlustwärme weiter reduziert werden und der Wirkungsgrad der Vorrichtung 3 gesteigert werden.

Die Energieabschirmeinrichtung 88 kann insbesondere als Stahlzylinder, beispielsweise aus Edelstahl, ausgeführt sein, welcher den beim Betrieb der Vorrichtung 3 herrschenden Temperaturen und den beim Betrieb der Vorrichtung 3 in dem Reaktorgefäß 60 stattfindenden Reaktionen und Reaktionsbedingungen standhalten kann.

Zusätzlich ist in Fig. 4B der Seitenwand 65b des Reaktorgefäßes 60 ein Inspektionsfenster 89 vorhanden sein, mit dem die Abläufe bzw. der Zustand in dem Reaktorgefäß 60 beobachtet werden können. Hierzu ist vorzugsweise auch die Energieabschirmeinrichtung 88 im Bereich des Inspektionsfensters 89 transparent. Alternativ hat die Energieabschirmeinrichtung 88 im Bereich des Inspektionsfensters 89 eine Aussparung.

Die anderen Elemente und Funktionen der Vorrichtung 3 des dritten Ausführungsbeispiels sind gleich den Elementen und Funktionen der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, so dass eine weitere Beschreibung der Vorrichtung 3 hier ausgelassen werden kann.

Fig. 5 zeigt in einem vierten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung 4 zur Erzeugung von Brenngas 7. Die Vorrichtung 4 dieses Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut, die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist. Somit sind gleiche Elemente bzw. Komponenten hier nur erneut dargestellt, soweit sie für die Erläuterung des Unterschieds zwischen dem ersten und vierten Ausführungsbeispiel erforderlich sind.

Der Unterschied zwischen dem ersten und vierten Ausführungsbeispiel besteht lediglich darin, dass der Brenngaskühleinrichtung 100 eine Brennkammer 150 und eine Rekombinationskühleinrichtung 160 nachgeschaltet sind, die auch an das Kühlleitungssystem 1 10 angeschlossen sind, so dass auch zusätzliche Temperatursensoren T ₈ , T ₉ , und T ₁₀ zum Einsatz kommen können, wie in Fig. 5 veranschaulicht.

In der Brennkammer 150 wird das Brenngas 7 verbrannt, um eine für industrielle Zwecke benötigte Energieform zu erzeugen, wie beispielsweise elektrische Energie, Wärmeenergie usw. Auf diese Weise kann auch die mit der Vorrichtung 3 erzeugbare thermische Energiemenge bestimmt werden. Die Brennkammer 150 kann für eine Kühlung zwischen den elektrischen Vorschaltwiderständen 90 und 140 in das Kühlleitungssystem 1 10 integriert sein.

Die Rekombinationskühleinrichtung 160 dient zur Rekombination von jeweils zwei Wasserstoffatomen (2H) zu einem Wasserstoffmolekül (H ₂ ). Eine solche Rekombinationskühleinrichtung 160 kann hilfreich sein, wenn eine solche Reaktion nicht bereits nach der Brenngaskühleinrichtung 100 ausreichend abgelaufen sein sollte. Die Rekombinationskühleinrichtung kann zwischen der Brennkammer 150 und dem elektrischen Vorschaltwiderstand 90 in das Kühlleitungssystem 1 10 integriert sein. Die anderen Elemente und Funktionen der Vorrichtung 4 des vierten Ausführungsbeispiels sind gleich den Elementen und Funktionen der Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, so dass eine weitere Beschreibung der Vorrichtung 3 hier ausgelassen werden kann.

Alle zuvor erläuterten Merkmale der Ausführungsbeispiele können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination Verwendung finden. Hierbei sind beispielsweise auch noch folgende besondere Ausgestaltungen und/oder Abwandlungen denkbar.

Die Plasmaerzeugungs-Spannungsquelle 80 aller Ausführungsbeispiele ist vorzugsweise eine Gleichspannungsquelle. Die von der Plasmaerzeugungs- Spannungsquelle 80 erzeugte Gleichspannung kann jedoch auch gepulste Gleichspannung sein bzw. eine Gleichspannung der eine Wechselspannung mit einer Amplitude überlagert ist, die geringer als die Amplitude der Gleichspannung ist.

Die Kühlung von Elementen bzw. Komponenten der Vorrichtungen 1 , 2, 3 und 4 ist optional. Genauer gesagt, je nach Bedarf und Ausführung der Komponenten können auch weniger oder mehr als die in den Figuren gezeigten Komponenten an das Kühlleitungssystem 1 10 angeschlossen sein. Der Kühlbedarf richtet sich hauptsächlich nach der Ausführung und gewähltem Material der einzelnen Komponenten und der erzeugten Menge von Brenngas 7 in den Vorrichtungen 1 , 2, 3 und 4. Darüber hinaus sind auch andere Kühlungen der Komponenten der Vorrichtungen 1 , 2, 3 und 4 als mit einem Kühlleitungssystem 1 10 möglich, beispielsweise mit separaten Kühleinrichtungen für die einzelnen Komponenten.

Das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 kann aus Metall, insbesondere Messing, gefertigt sein. Sein dem Aufnahmeteller 55a zugewandtes Ende 51 kann zudem insbesondere aus Edelstahl gefertigt sein. Zudem kann das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50 außen mit Kunststoff ummantelt sein. Der Reaktorboden 61 und der Zwischenboden 62 können ebenfalls aus Metall, insbesondere Messing, gefertigt sein. Alternativ ist es auch möglich, als Material für den Reaktorboden 61 und/oder den Zwischenboden 62 Schamotte oder Aluminiumoxid (Al ₂ 0 ₃ ) zu verwenden. Schamotte ist in diesem Zusammenhang unter anderem wegen seiner porösen Struktur besonders geeignet. Aluminiumdioxid ist in diesem Zusammenhang unter anderem wegen seiner geringen thermischen Leitfähigkeit besonders geeignet. Die beiden Seitenwände 65a, 65b und der Reaktordeckel 66 können aus den gleichen Materialien wie der Reaktorboden 61 und der Zwischenboden 62 gefertigt sein.

Das flächige Element 55 und insbesondere der Aufnahmeteller 55a können aus einem elektrisch isolierenden, beispielsweise auch dielektrischen, Material gefertigt sein.

Die Halteeinrichtung 74 kann ebenfalls aus Metall, insbesondere Messing, gefertigt sein.

Die stabförmigen Elemente 75 können aus einem hochtemperaturfesten leitfähigen Material gefertigt sein. Das hochtemperaturfeste leitfähige Material kann insbesondere Metall sein, das vorzugsweise einen hohen Schmelzpunkt hat. Das Metall kann insbesondere Wolfram sein. Das hochtemperaturfeste leitfähige Material kann jedoch auch ein keramisches Material sein, das vorzugsweise einen hohen Schmelzpunkt hat.

Das Elektrolyt-Zufuhrrohr 50, das flächige Element 55, das Reaktorgefäß 60 und die Elektrode 70 können im Querschnitt rund, eckig, oval usw. sein. Die Form der Energieabschirmeinrichtung 88 wird vorzugsweise passend hierzu gewählt, so dass die Energieabschirmeinrichtung 88 sowohl mit einem Abstand zu den Seitenwänden 65a, 65b des Reaktorgefäßes 60 als auch zu dem Elektrolyt-Zufuhrrohr 50, dem flächigen Element 55, und der Elektrode 70 angeordnet werden kann. Zudem kann die Energieabschirmeinrichtung 88 direkt an den Reaktordeckel 66 anschließen, so dass kein oder nur ein minimaler Spalt zwischen Reaktordeckel 66 und Energieabschirmeinrichtung 88 vorhanden ist. Die Energieabschirmeinrichtung 88 kann auch so hoch in dem Reaktorgefäß 60 ausgebildet sein, dass sie das flächige Element 55 seitlich vollständig umschließt. Die Energieabschirmeinrichtung 88 kann auch bis zum Zwischenboden 62 reichen. Es ist vorteilhaft, wenn die Halteeinrichtung 74 eine kreisrunde Scheibe oder Kasten ist, an der oder dem die stabförmigen Elemente 75 befestigt sind, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Halteeinrichtung 74 kann jedoch auch oval sein oder als eine vieleckige, insbesondere stabförmige, dreieckige, rechteckige, quadratische, usw. Scheibe oder ein Kasten ausgebildet sein.

Die Anzahl der stabförmigen Elemente 75 ist je nach Bedarf beliebig wählbar. Das Kühlmittel des Kühlleitungssystems 1 10 ist insbesondere Wasser. Es sind jedoch auch andere Kühlmittel denkbar.

Die Temperaturregeleinrichtung 85 des dritten Ausführungsbeispiels kann auch nur einen Temperatursensor 86 und eine elektronische Recheneinheit 87 umfassen. Das heißt, die Energieabschirmeinrichtung 88 kann weggelassen werden. Alternativ kann die Temperaturregeleinrichtung 85 auch nur die Energieabschirmeinrichtung 88, jedoch keinen Temperatursensor 86 und keine elektronische Recheneinheit 87, umfassen.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann das Inspektionsfenster 89 in der Seitenwand 65b des Reaktorgefäßes 60 auch weggelassen sein.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.