ITMI20121736A1

ITMI20121736A1 - Cella di elettrolisi di soluzioni alcaline

Info

Publication number: ITMI20121736A1
Application number: IT001736A
Authority: IT
Inventors: Antonio Lorenzo Antozzi; Luciano Iacopetti
Original assignee: Industrie De Nora Spa
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-04-17
Also published as: JP6324392B2; EP2909363A1; ES2678268T3; CN104662203B; TW201419647A; US20150240368A1; KR102212534B1; KR20150070293A; IL237320A0; JP2015536383A; AU2013334007A1; UY35080A; WO2014060417A1; AR092998A1; EP2909363B1; AU2013334007B2; US10968526B2; CN104662203A; DK2909363T3

Description

CELLA DI ELETTROLISI DI SOLUZIONI ALCALINE

L’invenzione è relativa a una cella elettrochimica, con particolare riferimento a una cella di elettrolisi di soda o potassa caustica con produzione catodica di idrogeno e produzione anodica di ossigeno.

ANTECEDENTI DELL’INVENZIONE

La produzione di idrogeno e ossigeno per elettrolisi di soluzioni acquose è ampiamente nota nella tecnica. Sono state impiegate nel passato tecnologie basate sull’elettrolisi di soluzioni sia acide che alcaline, queste ultime essendo di gran lunga preferite per la minore aggressività degli elettroliti, la quale consente una più ampia scelta di materiali metallici per la loro costruzione. L’elettrolisi di soluzioni alcaline, come soda o potassa caustica, in celle separate da diaframmi semipermeabili a pressione atmosferica è praticata da circa settant’anni su scala industriale. I diaframmi comunemente impiegati presentano come è noto importanti limitazioni alle condizioni di processo, non consentendo il funzionamento sotto pressione in condizioni di sicurezza né l’imposizione di densità di corrente elevate, indicativamente superiori a 3 kA/m<2>. In aggiunta, ai fini di semplificare il processo, l’elettrolita all’uscita del comparto catodico, il cui pH tende ad aumentare per effetto del processo elettrolitico, deve essere unito all’elettrolita in uscita dal comparto anodico, il cui pH tende al contrario a diminuire, prima di essere riciclato alla cella. L’idrogeno e l’ossigeno disciolti in questi due flussi in uscita cella, per quanto in quantità limitate, finiscono per mescolarsi diminuendo la purezza dei prodotti finali: questo dal punto di vista commerciale è ritenuto particolarmente critico per quanto riguarda l’idrogeno.

Nel tentativo di superare tali limitazioni, è stata sviluppata in epoca successiva una generazione di celle elettrolitiche denominate “PEM” o “SPE” (rispettivamente da “Proton Exchange Membrane” o “Solid Polymer Electrolyte”) in grado di elettrolizzare acqua pura, basate suN’utilizzo di membrane a scambio ionico opportunamente catalizzate sulle due facce per separare due compartimenti costituiti da camere a gas; la membrana a scambio ionico è in effetti in grado di sostenere differenziali di pressione di alcuni bar e di operare a densità di corrente assai più elevate, che in casi estremi possono giungere a valori attorno a 25 kA/m<2>. Anche le celle PEM/SPE presentano tuttavia importanti inconvenienti, legati soprattutto alla estrema difficoltà di progettare celle di grandi dimensioni in assenza di un elettrolita altamente conduttivo in grado di compensare le tolleranze costruttive, evitando così di compromettere il contatto elettrico locale. Per questo motivo, si ritiene in genere che la massima potenza installabile per questo genere di tecnologia sia dell’ordine di alcuni kW.

Si è pertanto individuata la necessità di disporre di una tecnologia elettrolitica per la produzione di idrogeno e ossigeno che superi le limitazioni della tecnica nota, abbinando una ottima purezza dei prodotti alla capacità di operare su larga scala a densità di corrente elevata.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Vari aspetti della presente invenzione sono enunciati nelle rivendicazioni annesse.

Sotto un aspetto, l’invenzione è relativa a una cella di elettrolisi di soluzioni alcaline suddivisa da una membrana a scambio ionico in un comparto anodico e un comparto catodico, con il comparto anodico costituito da una camera liquida alimentata con un elettrolita alcalino, tipicamente soda o potassa caustica, delimitata da una parete anodica e dalla membrana e contenente un anodo per sviluppo di ossigeno; il comparto catodico costituito da una camera a gas delimitata da una parete catodica e dalla membrana e contenente un catodo a diffusione gassosa, il quale contatta intimamente la membrana attraverso uno strato preferibilmente idrofilico attivato con un catalizzatore per evoluzione di idrogeno. All’interno del catodo a diffusione gassosa percola un film di elettrolita proveniente dal comparto anodico. Nel presente contesto, il termine camera liquida è utilizzato per indicare un comparto sostanzialmente riempito con un elettrolita in fase liquida e per camera a gas un comparto sostanzialmente occupato da gas - nella fattispecie idrogeno prodotto dalla reazione - nel quale una fase liquida è presente solamente come film sottile di elettrolita che permea attraverso la membrana dalla camera liquida e percola lungo la struttura del catodo, o al più in forma di gocce isolate all’interno della fase gassosa. Per catodo a diffusione gassosa si intende un elettrodo provvisto di uno strato poroso, adatto al trasporto di gas, usualmente ottenuto a partire da tessuti di carbonio o metallo, sinterizzati metallici, carbon paper e simili, usualmente provvisti di uno o più strati di diffusione costituiti da miscele di polveri metalliche o carboniose e leganti polimerici opzionalmente sinterizzati; tali strati o parte di essi possono essere opportunamente catalizzati. Elettrodi di questo tipo sono normalmente alimentati con reattivi gassosi, ad esempio per realizzare la riduzione di ossigeno o l’ossidazione di idrogeno in celle a combustibile o in celle di elettrolisi depolarizzate, ma nel contesto della presente invenzione si è osservato come sia possibile ottenere un ottimo funzionamento di elettrodi a diffusione gassosa alimentati con elettrolita alcalino per realizzare lo sviluppo catodico di idrogeno. Un’efficace percolazione di un film di elettrolita all’interno del catodo a diffusione gassosa è garantita dalla presenza di almeno uno strato di diffusione con sufficienti caratteristiche idrofiliche. Il grado di idrofilicità o idrofobicità degli strati diffusivi può essere regolato, come noto nella tecnica, agendo sul rapporto tra componenti idrofiliche (ad esempio polveri carboniose o metalliche) e idrofobiche (ad esempio leganti polimerici); la selezione opportuna di differenti polveri di carbonio può anche essere utilizzata per variare l’idrofilicità degli strati elettrodici. Nella cella secondo l’invenzione l’elettrolita viene circolato ad opera di opportuni mezzi di alimentazione e scarico nel solo comparto anodico, all’interno del quale è presente un anodo per sviluppo elettrolitico di ossigeno, normalmente costituito da un substrato di nickel valvola rivestito con film contenenti catalizzatori a base di ossidi metallici, ad esempio appartenenti alla famiglia degli spinelli o delle perovskiti. Il comparto catodico non è interessato alla circolazione di elettrolita in fase liquida. La circolazione di elettrolita liquido in un solo comparto ha il vantaggio di non richiedere il rimescolamento di un catolita e un anolita in uscita cella per poter regolare il pH, con importanti conseguenze sulla purezza dei prodotti gassosi, oltre all’evidente semplificazione dell’ingegneria di cella e di sistema. Un vantaggio ulteriore è quello di poter realizzare, come processo elettrolitico netto, l’elettrolisi di acqua abbinando l’utilizzo di un elettrolita alcalino, che non comporta particolari problemi di corrosione, a quello di una membrana a scambio cationico, che con le celle della tecnica nota con circolazione di elettrolita nei due comparti risultava troppo complessa dal punto di vista dell’ingegneria di sistema. L’utilizzo di una membrana a scambio cationico comporta una separazione dei gas ulteriormente migliorata anche in condizioni di pressurizzazione, consentendo di operare anche con significativi differenziali di pressioni tra un comparto e l’altro in modo da ottimizzare l’efficienza totale. Tra gli effetti positivi della circolazione di elettrolita liquido in un solo comparto sull’ingegneria di sistema sono inoltre da citare la sostanziale eliminazione di correnti parassite lato catodico (poiché l’idrogeno fuoriesce sostanzialmente separato dalla fase liquida la quale viene scaricata in modo discontinuo) e la semplificata regolazione termica, che può essere effettuata agendo sulla sola temperatura dell’anolita, come risulterà evidente a un tecnico del ramo. D’altra parte, la cella secondo l’invenzione presenta anche indubbi vantaggi rispetto alle celle di tipo PEM/SPE, in quanto la presenza di un elettrolita liquido altamente conduttivo consente di operare con tolleranze costruttive meno stringenti, compensando le zone di contatto elettrico più precario.

In una forma di realizzazione, il catodo a diffusione gassosa è dotato di uno strato idrofilico catalizzato a diretto contatto con la membrana e di uno strato idrofobico esterno, atto a favorire il rilascio del gas prodotto. Questo può avere il vantaggio di migliorare i fenomeni di trasporto di massa, consentendo all’elettrolita liquido un facile accesso ai siti catalitici e fornendo al gas un cammino preferenziale di uscita, al contempo contribuendo a confinare il film di elettrolita all’interno del catodo minimizzando la fuoriuscita di gocce di elettrolita all’interno della camera a gas. Lo strato idrofobico può essere anche non catalizzato. In una forma di realizzazione, il catodo a diffusione gassosa è attivato, almeno nello strato idrofilico, con un catalizzatore contenente platino. Il platino è particolarmente adatto allo sviluppo catodico di idrogeno da soluzioni alcaline in termini di attività e di stabilità; in alternativa, è possibile utilizzare catalizzatori a base di altri elementi come palladio, rodio o iridio.

In una forma di realizzazione, la membrana a scambio ionico è una membrana solfonica monostrato non rinforzata, del tipo comunemente impiegato in applicazioni di celle a combustibile. Gli inventori hanno riscontrato che membrane non rinforzate anche di spessore ridotto, purché adeguatamente supportate dal disegno meccanico, sono adatte alle condizioni di processo indicate pur operando con elettrolita alcalino. Questo dà il vantaggio di poter sfruttare un tipo di membrana dalla caduta ohmica contenuta e dal costo relativamente ridotto rispetto alle membrane solfoniche monostrato provviste di rinforzo interno, tipiche di applicazioni industriali con elettrolita alcalino, le quali comportano un significativo aumento della tensione di cella.

In una forma di realizzazione, il catodo a diffusione gassosa e la parete catodica sono posti in contatto elettrico mediante un collettore di corrente costituito da una struttura metallica porosa, opzionalmente una spugna di nickel o acciaio. Questo può avere il vantaggio di garantire un contatto elettrico per punti fittamente distribuiti lungo tutta la superficie del catodo, che qualora ottenuto a partire da un substrato carbonioso è dotato di conduttività superficiale non molto elevata e non adeguatamente compensata dalla presenza di un elettrolita di supporto; allo stesso tempo, questo genere di elementi collettori di corrente riesce a garantire un supporto meccanico egualmente ben distribuito con carichi meccanici ridotti, contribuendo a proteggere la membrana a scambio ionico anche in condizioni di pressurizzazione differenziata dei comparti della cella.

In una forma di realizzazione, l’anodo per sviluppo di ossigeno è costituito da un substrato di rete o lamiera stirata o forata di nickel o acciaio opzionalmente attivato con un rivestimento catalitico. Nickel e acciaio sono materiali tipicamente usati per i comparti catodici di elettrolizzatori industriali a membrana; le condizioni particolari di composizione dell’elettrolita rese possibili dal disegno di cella dell’invenzione consentono il loro utilizzo anche al comparto anodico, semplificando la costruzione di cella. In una forma di realizzazione, l’anodo per sviluppo di ossigeno è posto a contatto diretto con la membrana, per eliminare la caduta ohmica dell’elettrolita nello spazio tra anodo e membrana.

In una forma di realizzazione, anche l’anodo per sviluppo di ossigeno è posto in contatto elettrico con la relativa parete di fondo anodica mediante un collettore di corrente costituito da una struttura metallica porosa, opzionalmente una spugna di nickel o acciaio, analogamente al collettore descritto per il lato catodico, contribuendo ulteriormente a un ottimale supporto meccanico del pacchetto membrana/catodo. Il dimensionamento del collettore anodico può essere differente da quello del collettore catodico, soprattutto in termini di porosità e densità dei punti di contatto, in quanto da un lato la circolazione di un elettrolita liquido può essere agevolata da strutture più aperte e permeabili, dall’altro la presenza di detto elettrolita e la natura metallica dell’anodo diminuisce la necessità di distribuire il contatto elettrico in modo estremamente fitto. Un dimensionamento ottimale dei collettori di corrente descritti può consentire il posizionamento dell’anodo a diretto contatto con la membrana supportando quest’ultima in maniera adeguata, limitando sostanzialmente il rischio di perforarla o danneggiarla per abrasione.

Sotto un altro aspetto, l’invenzione è relativa a un elettrolizzatore di soluzioni alcaline costituito da un arrangiamento modulare di celle secondo quanto descritto in precedenza, collegate elettricamente attraverso le pareti anodiche e catodiche secondo una configurazione bipolare o monopolare, ossia in serie o in parallelo.

Sotto un altro aspetto, l’invenzione è relativa a un processo elettrolitico che comprende l’alimentazione di un elettrolita costituito da una soluzione di idrossido di metallo alcalino, come soda o potassa caustica, al comparto anodico di una cella come precedentemente descritto, con percolazione di un film di elettrolita all’interno dello strato idrofilico del catodo corrispondente; l’imposizione di corrente elettrica continua mediante collegamento del comparto catodico al polo negativo e del comparto anodico al polo positivo di un raddrizzatore o altro generatore di corrente continua; lo scarico dal comparto anodico dell’elettrolita esausto contenente l’ossigeno prodotto e dal comparto anodico dell’idrogeno prodotto sul film di elettrolita percolante, in forma di gas già separato.

In una forma di realizzazione, l’elettrolita di processo consiste in una soluzione acquosa di soda caustica di concentrazione compresa tra 10 e 45% in peso, più preferibilmente tra 15 e 35% in peso. Questo può avere il vantaggio di ottenere un’ottima efficienza di processo e al contempo preservare adeguatamente l’integrità della membrana a scambio ionico. Alcune forme di realizzazione esemplificative dell’invenzione sono descritte nel seguito con riferimento ai disegni allegati, il quale hanno il solo scopo di illustrare la disposizione reciproca dei diversi elementi relativamente a dette forme di realizzazione particolare dell’invenzione; in particolare, i disegni non saranno intesi come riproduzioni in scala.

DESCRIZIONE IN BREVE DELLA FIGURA

La figura mostra una vista in sezione laterale di una cella di elettrolisi secondo l’invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA FIGURA

La figura mostra una vista in sezione laterale di una cella di elettrolisi suddivisa per mezzo di una membrana a scambio ionico 100 in un comparto anodico e un comparto catodico; il comparto anodico consiste in una camera liquida delimitata dal lato opposto della membrana 100 da una parete anodica 200; all’interno del comparto anodico è presente un anodo 300 costituito da un substrato di rete o altra struttura porosa metallica a diretto contatto con la membrana 100 o al più spaziato da essa per una distanza predefinita molto piccola, dell’ordine dei millimetri. Il contatto elettrico tra l’anodo 300 e la relativa parete anodica 200 è realizzato attraverso un collettore di corrente anodico 600 costituito da una struttura metallica porosa, ad esempio una spugna o materassino di nickel o acciaio. Il comparto anodico è provvisto di mezzi di alimentazione 400 e di scarico 401 dell’elettrolita di processo, ad esempio soda o potassa caustica. In figura è indicata l’alimentazione di elettrolita dall’alto e lo scarico dal basso, ma è possibile operare la cella anche alimentando l’elettrolita dal basso. Al comparto anodico si realizza la produzione di ossigeno 500, scaricato in forma di bolle all’interno della fase elettrolitica. Il comparto catodico consiste in una camera a gas delimitata dal lato opposto della membrana 100 da una parete catodica 210; un catodo a diffusione gassosa 310 è posto in contatto intimo con la membrana 100, ad esempio mediante pressatura a caldo o altra tecnica nota. Il contatto elettrico tra catodo a diffusione gassosa 310 e parete catodica 210 è realizzato attraverso un collettore di corrente catodico 610 costituito da una struttura metallica porosa, preferibilmente una spugna di nickel o acciaio. Il comparto catodico è privo di mezzi di circolazione dell’elettrolita; il prodotto catodico è costituito da idrogeno 510 che si evolve all’interno del catodo a diffusione gassosa 310 e che viene pertanto scaricato già separato dalla fase liquida. Quest’ultima viene a sua volta scaricata come piccolo flusso discontinuo (non mostrato) dalla parte inferiore del comparto catodico. La cella illustrata comprende altresì un sistema di guarnizioni di tenuta (non mostrate) e mezzi per il serraggio, ad esempio tiranti distribuiti lungo il perimetro delle pareti anodica e catodica (non mostrati). Al tecnico del ramo risulterà chiaro come una molteplicità di celle secondo quanto illustrato sia adatta a essere impiegata come elemento modulare di un elettrolizzatore. A titolo di esempio, un elettrolizzatore in configurazione bipolare, costituito da un impilamento di celle collegate in serie elettrica, può essere ottenuto assemblando le celle in modo che ciascuna delle pareti di cella intermedie funga allo stesso tempo da parete anodica di una cella e da parete catodica di una cella adiacente, secondo un disegno filtropressa ampiamente noto nella tecnica.

I seguenti esempi sono inclusi per dimostrare forme di realizzazione particolari dell'invenzione, la cui attuabilità è stata abbondantemente verificata all’interno dell’intervallo di valori rivendicato. Dovrà essere apprezzato dal tecnico del ramo che le composizioni e le tecniche descritte negli esempi seguenti rappresentano composizioni e tecniche di cui gli inventori hanno riscontrato il buon funzionamento nella pratica dell’invenzione; tuttavia, il tecnico del ramo dovrà, alla luce della presente descrizione, apprezzare che molti cambiamenti possono essere apportati alle forme di realizzazione specifiche divulgate ottenendo ancora un risultato simile o analogo senza discostarsi dallo scopo dell’invenzione.

ESEMPIO

Sono stati assemblati due elettrolizzatori, costituiti uno da otto e uno da quattro celle con un’area elettrodica di 63 cm<2>del tipo illustrato in figura 1 , collegate tra loro in serie elettrica e assemblate in configurazione bipolare di tipo filtropressa. Le pareti delimitanti i vari comparti di cella sono state ricavante da una lastra di nickel. Come collettore di corrente anodico è stato utilizzato un materassino di nickel costituito da quattro strati di fili intrecciati e sovrapposti con uno spessore a riposo di 2 mm, e come collettore di corrente catodico una schiuma di nickel spessa 1 mm. Gli anodi erano costituiti da una retina di nickel attivata con uno strato sottile di catalizzatore contenente una miscela di ossidi di lantanio, cobalto e nickel, montata a contatto con la membrana. Il catodo a diffusione gassosa era costituito da un tessuto di carbonio attivato con uno strato idrofilico costituito da un catalizzatore a base di platino supportato al 20% in peso su nero di carbone ad alta area superficiale, imbevuto di una dispersione di ionomero solfonato perfluorurato Nafion<®>, prodotto da DuPont e deposto sul tessuto di carbonio mediante spruzzatura, per un carico totale di Pt pari a 0.5 mg/cm<2>. Sulla faccia strato idrofilico opposta alla membrana era depositato, sempre per spruzzatura, uno strato idrofobico ottenuto da una miscela di nero di carbone a bassa area superficiale e di PTFE, in proporzione 1 :1 in peso. Il catodo a diffusione gassosa è stato sovrapposto a una membrana solfonica monostrato Nafion<®>, prodotta da DuPont, e pressato a freddo attraverso il serraggio della cella. Per accelerare il raggiungimento della condizioni di equilibrio in funzionamento, gli inventori hanno anche verificato la possibilità di pressare a caldo il catodo e la membrana previamente aN’assemblaggio di cella.

Gli elettrolizzatori sono stati eserciti in due campagne di prove della durata di 3000 ore, una con potassa, l’altra con soda caustica, variando la concentrazione degli elettroliti (fino a un massimo del 45% di alcali in peso), la densità di corrente (fino a un massimo di 9.5 kA/m<2>) e la pressione catodica (da 1 a 2 bar assoluti). In tutte le prove è stato ottenuto al catodo idrogeno di purezza comparabile a quella ottenibile con un elettrolizzatore di acqua pura PEM/SPE. Le prestazioni in termini di tensione di cella sono risultate del tutto in linea con le aspettativa anche in condizioni di pressione atmosferica e moderata concentrazione di elettrolita: operando con soda caustica al 20% in condizioni atmosferiche si è registrato ad esempio un valore di tensione stabile di 1.95 V a 9.5 kA/m<2>.

CONTROESEMPIO

È stato assemblato un elettrolizzatore di 4 celle analogo a quello dell’esempio precedente salvo per la sostituzione del catodo a diffusione gassosa con una retina di nickel attivata con un deposito galvanico di 5 g/m<2>di platino, montata a contatto con la membrana. È stata ripetuta la campagna di prova dell’esempio precedente, operando solamente a pressione atmosferica, poiché la pressurizzazione delle celle con due retine metalliche in contatto con le due facce della membrana è stata considerata troppo rischiosa per l’integrità della stessa. Operando con soda caustica al 20% si è registrato un valore di tensione stabile di 2.34 V a 9.5 kA/m<2>.

La precedente descrizione non intende limitare l’invenzione, che può essere utilizzata secondo diverse forme di realizzazione senza per questo discostarsi dagli scopi e la cui portata è univocamente definita dalle rivendicazioni allegate.

Nella descrizione e nelle rivendicazioni della presente domanda la parola “comprendere” e le sue variazioni quali “comprendente” e “comprende” non escludono la presenza di altri elementi, componenti o stadi di processo aggiuntivi.

La discussione di documenti, atti, materiali, apparati, articoli e simili è inclusa nel testo al solo scopo di fornire un contesto alla presente invenzione; non è comunque da intendersi che questa materia o parte di essa costituisse una conoscenza generale nel campo relativo all’invenzione prima della data di priorità di ciascuna delle rivendicazioni allegate alla presente domanda.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Cella di elettrolisi di soluzioni alcaline suddivisa da una membrana a scambio ionico in un comparto anodico e un comparto catodico, detto comparto anodico costituito da una camera liquida delimitata da una parete anodica e da detta membrana, detto comparto anodico contenente un anodo adatto allo sviluppo di ossigeno e comprendente mezzi per l’alimentazione e lo scarico di un elettrolita alcalino, detto comparto catodico costituito da una camera a gas delimitata da una parete catodica e da detta membrana, detto comparto catodico contenente un catodo a diffusione gassosa in contatto intimo con detta membrana attraverso uno strato cataliticamente attivato opzionalmente contenente platino, detto catodo a diffusione gassosa essendo atto alla percolazione di un film di elettrolita proveniente dal comparto anodico.
2. La cella secondo la rivendicazione 1 ove strato cataliticamente attivato di detto catodo a diffusione gassosa è uno strato idrofilico atto alla percolazione di detto film di elettrolita.
3. La cella secondo una delle rivendicazioni precedenti ove detto catodo a diffusione gassosa comprende inoltre uno strato idrofobico esterno atto a favorire il rilascio di idrogeno verso la camera a gas catodica.
4. La cella secondo una delle rivendicazioni precedenti ove detta membrana a scambio ionico è una membrana solfonica monostrato non rinforzata.
5. La cella secondo una delle rivendicazioni precedenti ove detto catodo a diffusione gassosa e detta parete catodica sono posti in contatto elettrico mediante un collettore di corrente costituito da una struttura metallica porosa, opzionalmente una spugna di nickel o acciaio.
6. La cella secondo una delle rivendicazioni precedenti ove detto anodo adatto allo sviluppo di ossigeno e detta parete di fondo anodica sono posti in contatto elettrico mediante un collettore di corrente costituito da una struttura metallica porosa, opzionalmente una spugna o un materassino di nickel o acciaio.
7. La cella secondo una delle rivendicazioni precedenti ove detto anodo adatto allo sviluppo di ossigeno è costituito da un substrato di rete o lamiera stirata o forata di nickel o acciaio, opzionalmente attivato con un rivestimento catalitico, a diretto contatto con detta membrana.
8. Elettro li zzato re di soluzioni alcaline costituito da un arrangiamento modulare di celle secondo una delle rivendicazioni precedenti collegate elettricamente attraverso dette pareti anodiche e catodiche secondo una configurazione bipolare o monopolare.
9. Processo di elettrolisi in una cella di una delle rivendicazioni da 1 a 7 comprendente i seguenti stadi simultanei o sequenziali: alimentazione di un elettrolita costituito da una soluzione di idrossido di metallo alcalino in detto comparto anodico, con percolazione di un film di elettrolita all’interno di detto catodo a diffusione gassosa; collegamento di detto comparto catodico al polo negativo e di detto comparto anodico al polo positivo di un generatore di corrente, con successiva imposizione di corrente elettrica continua; evoluzione catodica di idrogeno all’interno di detto film di elettrolita e scarico di detto idrogeno da detto comparto catodico; evoluzione di ossigeno sulla superficie di detto anodo; scarico di elettrolita esausto contenente ossigeno disciolto da detto comparto anodico.
10. Il processo secondo la rivendicazione 9 ove detto elettrolita è costituito da una soluzione acquosa di soda caustica di concentrazione compresa tra 10 e 45% in peso.