AT206027B - Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kohlenoxyd durch indirekte Umsetzung in mit alkalischen Elektrolyten arbeitenden Brennstoffelementen - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kohlenoxyd durch indirekte Umsetzung in mit alkalischen Elektrolyten arbeitenden BrennstoffelementenInfo
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Description
<Desc/Clms Page number 1> Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kohlenoxyd durch indirekte Umsetzung in mit alkalischen Elektrolyten arbeitenden Brennstoffelementen Es ist bekannt, dass man in Brennstoffelementen, die bei der elektrochemischen Verbrennung des Kohlenmonoxyds freiwerdende chemische Energie direkt in elektrische Energie umsetzt. Bisher wurde CO entweder Katalysator- oder Gasdiffusions-Elektroden oder Katalysator-Gasdiffusions-Elektroden direkt zugeführt. In der österr. Patentschrift Nr. 191484 ist eine solche Doppelskelett-Katalysator Elektrode, in der Folge kurz DSK-Elektrode genannt, beschrieben. Ein vernetztes, feines Porensystem mit mittleren Porenradien von 1 bis 100 durchzieht den gesamten, aus einem Stück bestehenden Elektrodenkörper. Feinkörniger Raney-Katalysator ist hiebei in ein katalytisch weniger wirksames Stützskelett fest eingebaut. Die elektrochemische Umsetzung erfolgt im alkalischen Elektrolyten nach folgender ElektrodenBruttoreaktion : EMI1.1 EMI1.2 EMI1.3 elektrochemisch umsetzt. Wie aus der Gleichung zu ersehen ist, wird der an der Brennstoffelektrode adsorbierte Wasserstoff unter gleichzeitiger Abgabe von Elektronen an den äusseren Schliessungskreis zu Wasser oxydiert. Die Elektronen fliessen durch den Energieverbraucher im äusseren Schliessungskreis zur Sauer- <Desc/Clms Page number 2> stoff-Elektrode, wo gemäss EMI2.1 das in Reaktion (1) verbrauchte OH--Ion nachgebildet wird. Zweckmässigerweise benutzt man hiezu Katalysator-Sieb-Elektroden, in der Folge kurz KS-Elektroden genannt, die aus zwei etwa parallelen oder als koaxiale Zylinder ausgebildeten elektrisch leitenden, flüssigkeitsdurchlässigen Sieben bestehen, zwischen denen gekörntes oder pulverförmiges, elektrisch leitendes, katalytisch aktives Material liegt. Hiebei kann das das Kohlenmonoxyd enthaltende Gas dem alkalischen Elektrolyten ausserhalb der Brennstoffzelle zuführen und den formiathaltigen Elektrolyten in die Brennstoffzelle einführen. Der Elektrolyt wird hiebei zwischen der Brennstoffzelle und einer Absorptionsvorrichtung umgewälzt, z. B. durch Pumpen. Man kann anderseits das CO enthaltende Gas dem alkalischen Elektrolyten auch innerhalb der Brennstoffzelle zuführen. Zu diesem Zweck drückt man es durch Düsen, Gasverteüungsfritten oder anders geartete, an sich bekannte Verteiler direkt in den in der Zelle befindlichen Elektrolyten zur Absorption gemäss CO + OH'--- HCOO"ein. Eine weitere Möglichkeit der Zuführung innerhalb der Zellen besteht darin, dass man das Kohlenmonoxyd enthaltende Gas einer KS-Gaselektrode zuführt, die aus zwischen einer filr die Dehydrierung von Alkaliformiat katalytisch unwirksamen Fritte und einem hiezu etwa parallelen Mikrosieh angeordneten, für die Dehydrierung des Alkaliformiats katalytisch wirksamen Material besteht. Die Fort, Bildung erfolgt in den Poren der Fritte, die jedoch nicht gleichzeitig die Formiat"Dehydrierung Ubernimmt. Letztere erfolgt erst im Katalysator-Schüttgut, wo ein Konzentrationsausgleich mit dem äusseren Elektrolyten praktisch unbehindert stattfinden kann. Als Frittenmaterialien kommen alle Metalle in Betracht, aus denen sich hochporöse Sinterkörper herstellen lassen, die mit dem Kohlenmonoxyd nicht oder nur schwer unter Carbonylbildung ieagieren, die Alkaliformiat um Grössenordnungen schlechter dehydrieren als Raney-Nickel und die nicht oder in nur geringem Masse befähigt sind, Kohlenmonoxyd direkt elektrochemisch umzusetzen, PATENTANSPRÜCHE ; 1. Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kohlenmonoxyd durch Indirekte Umsetzung in mit alkalischen Elektrolyten arbeitenden Brennstoffelementen, dadurch gekennzeichnet, dass man zweck quantitativer Ausnutzung des Kohlenmonoxyds dieses selbst bzw. dieses enthaltende Gase in Alkali-Laugen einführt, um Kohlenmonoxyd in Alkaliformiat umzusetzen, das Alkaliformiat an der Brennstoffelek- trode katalytisch dehydriert und den bei der Dehydrierung freiwerdenden Wasserstoff nach der Gleichung EMI2.2 elektrochemisch umsetzt.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenmonoxyd enthaltende Gas dem alkalischen Elektrolyten ausserhalb der Brennstoffzelle zugeführt und der formiathaltige Elektrolyt in die Brennstoffzelle eingeführt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenmonoxyd enthaltende Gas dem alkalischen Elektrolyten innerhalb der Brennstoffzelle zugeführt wird.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenmonoxyd einer aus einer katalytisch unwirksamen Fritte und einem hiezu parallelen Sieb, zwischen denen sich katalytisch unwirk- sames Material befindet, bestehenden Katalysator-Sieb-Elektrode zugeführt wird, wobei die Formiatbildung in den Poren der katalytisch inerten Fritte dieser Elektrode erfolgt.
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