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Verfahren zur Speicherung und Rückgewinnung von elektrischer Energie
Die Speicherung elektrischer Energie mit geringem Kapitalaufwand, grossem Wirkungsgrad und bescheidenem Bedienungsaufwand ist immer noch eine Hauptaufgabe der modernen Energiewirtschaft. In diesem Zusammenhang ist schon mehrfach die elektrolytische Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff durch Gleichstrom oder gleichgerichteten Wechselstrom, die getrennte Aufbewahrung dieser Gase und die Rückwandlung der Verbrennungswärme des Knallgases über Wärmekraftmaschinen und Dynamomaschinen vorgeschlagen worden.
Vor zwei Jahrzehnten hat insbesondere Lavacek darauf hingewiesen, dass man die wegen des geringen spezifischen Volumens erwünschte Druckspeicherung des Knallgases verbilligen könnte, wenn man die kapitalintensiven und in der Leistungsziffer ungünstigen mechanischen Kompressoren durch eine Druckelektrolyse vermeidet. Nach der bekannten Nernstschen Formel steigt die
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kation mit der Stromstärke den Leistungsmehrbedarf J x E bei Drucksteigerung ausdrückt, wird in der Realität kaum überschritten, während die mechanischen Kompressoren das Mehrfache der durch den ersten Hauptsatz bekannten minimalen isothermen Kompressionsarbeit A = R. T. In (p./pj brauchen.
Als erster Grund, warum diese Art der Energiespeicherung durch Hochdruckknallgas nicht Eingang ge- funden hat, ist der bisher zu geringe Wirkungsgrad bei der Umwandlung der elektrischen Energie in die chemische Energie von Wasserstoff und Sauerstoff zu nennen, welchen wir nachfolgend kurz als den elektrochemischen Wirkungsgrad bezeichnen wollen. Wenn man nämlich die in der Technik gebräuchlichen Elektroden aus gewalztem Nickelblech in 6 n-Kalilauge benutzt, so misst man bei 75-800 C eine Zersetzungsspannung von etwa 2, 3 V bei 1000 A/m2 Stromdichte. die bei der doppelten Stromdichte auf 2, 55 V steigt, wie die Kurve a in Fig. l zeigt. Diese Zersetzungsspannung ergibt mit der Stromstärke J multipliziert, den Leistungsaufwand U.
J ; der Wirkungsgrad 1/1 der Elektrolyse, definiert durch das Verhältnis der theoretischen Minimalleistung E. J zu der tatsächlich aufgewandten Leistung U. J, ist deshalb
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111frei vernickeltem Stahlblech, als Kathoden solche mit einer aktiven Oberflächenbelegung verwendet.
Aber auch dann betragen die Leistungsverluste bei der Elektrolyse immer noch 100-64, 4 = 35, 6% bzw. 100-59, 2 = 40, 8% und damit allzuviel, als dass diese Art der Energiespeicherung ökonomisch sein könnte.
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kungsgrad und 172der Wirkungsgrad der Stromerzeugung ist, wird untragbar verschlechtert, wenn man das gewonnene Knallgas irreversibel verbrennt und damit über eine Wärmekraftmaschine eine Dynamomaschine antreibt, selbst wenn es gelingen sollte, den Wirkungsgrad 11z eines solchen thermischen Kraftwerkes in Zukunft von gegenwärtig etwa 30% auf 40% zu steigern.
Es ist nun schon öfter vorgeschlagen worden, die stromliefernde Rekombination des Knallgases nicht durch Wärmekraftmaschinen mit ihrem nach
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dem zweiten Hauptsatz unvermeidlich geringen Wirkungsgrad, sondern durch reversible Rekombination in Knallgaselementen vorzunehmen (vgl. z. B. die Zeitschrift "Brennstoff, Wärme, Kraft" 8, Seite 26 (1956) Heftl ; ebd. 8, Seite 221 (1956), Heft5). Dieser Vorschlag scheiterte früher daran, dass es ein für praktische Zwecke genügend durchgebildetes Knallgaselement noch nicht gab. Seit einigen Jahren gibt es aber das Hochdruck-Knallgas-Element von F. T. Bacon (vgl. brit. Patentschriften Nr. 667, 298, Nr. 725, 661 und USA-Patentschrift Nr. 2, 716, 670, dessen Verwendung ausser Bacon selbst (F. T. Bacon und J. .forest, V. Weltkraftkonferenz Wien, Bericht 119K/4, 1956 ; auch F.
T. Bacon, BEAMA Journ. f. the Brit. El. Ind. 61, 6, 1954, Nr. 199) kürzlich W. T. Reid (Combustion, S. 55-58, Oktober 1957) propagiert hat. Tatsächlich erreicht dies Element bei 40 at Betriebsdruck und maximal 2400 A/m2 Stromdichte eine Klemmenspannung von 0,8 V und damit einen theoretischen Wirkungsgrad 1/2 von angeblich 651o. Indessen bedarf das Element zur Aufrechterhaltung seiner Betriebstemperatur von wenigstens 2000 C einer dauernden elektrischen Heizung, so dass der Wirkungsgrad 1/z erheblich geringer als diese 651o werden dürfte.
Damit wird der Gesamtwirkungsgrad der Energiespeicherung als Produkt des elektrochemischen Wirkungsgrades 1/1 der
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heblich kleiner als z. B. = . 1-59, 2 x 65 = 38, 50/0. Sowohl vom Standpunkt der steten Betriebsbereitschaft wie des ständigen Wärmeverbrauchs auch ohne Stromlieferung ist es unökonomisch, dass das Bacon-Element dauernd auf über 2000 aufgeheizt sein muss und dass dann die Lebensdauer der Elektroden wenig mehr als 1000 h betragen soll.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Speicherung elektrischer Energie.
Es wurde gefunden, dass ein besonders hoher Wirkungsgrad bei einem Verfahren zur Speicherung von elektrischer Energie durch vorübergehende Umwandlung in die chemische Energie des Knallgases mittels
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umgesetzt werden, erreicht wird, wenn die elektrolytische Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff und die elektrochemische Umsetzung dieser Gase in ein-und derselben Zelle an demselben Paar umkehrbar arbeitender Gas-Diffusions-Elektroden erfolgt, von denen die eine eine weitgehend reversible Wasserstoff-, die andere eine weitgehend reversible Sauerstoff- bzw. Luft-Elektrode ist.
Man kann jedoch auch den bei der Elektrolyse erzeugten Wasserstoff unter elektrochemischer Stromerzeugung mit einer entsprechenden Menge Luft-Sauerstoff vereinigen und den elektrolytisch erzeugten Sauerstoff als Produktgas gewinnen. Dieser kann dann für beliebige Verfahren, z. B. in Stahlwerken, Verwendung finden.
Insbesondere enthalten die Elektroden Katalysatoren, die in ein metallisches Stützgerüst eingebaut sind und eine so grosse katalytische Reaktivität besitzen, dass die Betriebstemperatur von 100 C nicht überschritten zu werden braucht.
Die elektrolytische Erzeugung, Speicherung und Wiedervereinigung der Elektrolysegase erfolgt unter weitgehend konstantem Druck mit Hilfe je eines Gasometers für den Sauerstoff und den Wasserstoff. Wird die Umsetzung des Wasserstoffs mit Luft-Sauerstoff vorgenommen, wird der Druck der zur Umsetzung dienenden Luft entsprechend eingestellt.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient eine Zelle, die ein Paar umkehrbar arbeitender Gas-Diffusions-Elektroden enthält, von denen die eine eine weitgehend reversible Wasserstoff-, die andere eine weitgehend reversible Sauerstoff- bzw. Luft-Elektrode ist. Vorteilhafterweise wird hierin eine Anode benutzt, die gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 1019361 Raneynickel enthält, und eine Kathode, die Raneynickel, Raneysilber oder Legierungen hievon enthält.
Die oben erwähnte deutsche Patentschrift betrifft Doppelskelett-Katalysator-Gasdiffusions-Elektroden für galvanische Knallgaselemente, die in einem mechanischen Stützskelett aus gesintertem Nickelpulver oder Nickellegierungspulver Raneynickel als Katalysator eingebettet enthalten. Die Erfinder haben schon früher vorgeschlagen, diese Elektroden auch für die Elektrolyse zu verwenden. Die Kurve c der Fig. l zeigt, dass man dabei tatsächlich die Zersetzungsspannung stark herabsetzt.
Wenn man insbesondere für die Wasserstoff-Anode Doppelskelett-Elektroden mit Raneynickel, für die Sauerstoff-Kathode dagegen solche mitRaney-Silber-Legierung verwendet, kann man für kleine Stromdichten fast die theoretische Zersetzungsspannung von 1, 23 V und damit den elektrochemischen Wirkungsgrade =100% erreichen,
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bei einer so grossen Stromdichte wie i = 2000 A/m2noch 1, 23/1, 47 = 83, 7%. Die Leistungsverluste bei der Elektrolyse sind damit auf 100 - 90, 5 = 9, 5% bzw. 100 - 83, 7= 16, 30/0 herabgedrückt und die ökonomi-
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sehe Überführung elektrischer Energie in chemische Energie kann daher als erstmals geglückt angesehen werden.
Man benutzt vorzugsweise. eine Anode, die 10-80 Gew.-% Raneynickelpulver in ein elektrisch leitendes Skelett aus 90-20% Carbonylnickel und/oder Carbonyleisen eingebettet enthält.
Als Kathode dient vorzugsweise eine Doppelskelett-Katalysator-Elektrode, die 5-80 Gew.-% Raneysilber in ein elektronisch leitende.. Stützskelett aus 95-20% Carbonylnickel und/oder Molekularsilber eingebettet enthält. Beide Elektroden können aus einer engporigen, dem Elektrolyten zugewandten und einer weitporigen, dem Gasraum zugewandten Schicht bestehen. Als Elektrolyt enthält die Vorrichtung vorzugsweise eine wässerige alkalische Lösung, insbesondere Alkalilauge, deren Konzentration zwischen 6-7, 5 n derart gewählt wird, dass bei der jeweiligenBetriebstemperatur der Zelle eme maximale elektrische Leitfähigkeit erreicht wird.
Für die maximale Leitfähigkeit kann folgende temperaturabhängige Konzentrationsangabe gemacht werden :
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oC 150 300 7fPstoff-und der Sauerstoffelektrode angebrachte gasundurchlässige Trennwand, die unterhalb des Elektrolytspiegels teilweise perforiert oder durch ein Kunststoff- oder Metallnetz ersetzt ist, wobei die Durchmesser besagter Perforationen und die Maschenweiten der Netze zwischen 20ja und 100/l betragen.
Während der strom'liefernden elektronischen Wiedervereinigung des Knallgases bzw. der elektrochemischen Umsetzung des elektrolytisch erzeugten Wasserstoffs mit Luftsauerstoff soll der hydrostatische Druck der Gase grösser sein als die Summe aus dem hydrostatischen Druck des Elektrolyten und dem Kapillardruck des Elektrolyten in der gasseitigen, weitporigen Schicht, jedoch kleiner als die Summe aus dem hydrostatischen Druck des Elektrolyten und dem Kapillardruck des Elektrolyten in der engporigen, elektrolytseitigen Schicht.
Wie Fig. 2 zeigt, erreicht man mit einer Wasserstoff-Anode, die mittels Windsichtung homogenisierte Körner aus Raney-Metall-Legierung enthält und die dadurch kontrolliert aktiviert wurde, dass ihr Potential während des Herauslösens der inaktiven Legierungsbestandteile ständig oder zeitweise positiver gehalten wurde als das reversible Wasserstoffpotential in der Aktivierungslösung, eine Polarisation nach der Kennlinie m bei einer Betriebstemperatur von 85 C von nur E-U = 0, 004 V bei i = 1000 A/m und von nur O, 010V hei i = 2000 A/m.
An der Sauerstoff-Kathode wird die Polarisation bei denselben Stromdich-
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96,7 x 81,2 = 78, e gesteigert werden, wenn man sich sowohl bei Elektrolyse als auch bei Rekombination auf eine Stromdichte von 500 Alm2 beschränkt. Im übrigen zeigt die Fig. 2 weitere Kennlinien v, w des bereits bekannten Knallgas-Elementes nach Kordesch, u. zw. v für platinierte Kohle- und w fur mit Spinellen katalysierte Kohle-Elektroden, die erkennen lassen, wie bedeutend die Verminderung der Polarisation bei dem Knallgas-Element durch die oben genannten neuen Elektroden ist.
Es ist bemerkenswert, dass die Leistungsverhältnisse fast unabhängig vom Speicherdruck sind, denn die Zersetzungsspannung steigt nach der oben angegebenen Nernstschen Gleichung um denselben Betrag A E, der bei der Strom-Wiedergewinnung als Spannungsvermehrung des Knallgas-Elementes erscheint, wie die Erfinder durch besondere Messungen bestätigt haben.
Selbstverständlich wird der Gesamtwirkungsgrad der elektrochemischen Energiespeicherung geringer als die oben angegebenen Ziffern von z. B. 69, Wo bei i = 1000 A/m2, denn man muss diesen Wirkungsgrad
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Wärmeim Elektrolyseur und im Element sowie wegen der Verluste bei der Gleichrichtung von Wechselstrom vor seiner Benutzung zur getrennten Erzeugung von H und und zur Wechselrichtung, falls der Strom als Wechselstrom abgegeben werden muss. Trotzdem bleiben die erreichten Wirkungsgrade durchaus vergleichbar mit den nach dem neuesten Stand. der Technik erreichten Wirkungsgraden von modernsten Pumpspeicherwerken. Gegenüber den Pumpspeicherwerken hat die elektrochemische Energiespeicherung nach der Erfindung wesentliche Vorteile bei dem tatsächlichen Betrieb.
Während infolge der Pumpen-und Turbinencharakteristiken die Wirkungsgrade bei Schwachlast sehr stark abfallen, steigen dieselben bei der
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elektrochemischen Speicherung an. Nimmt man z. B. eine Dreiecksbelastung an, wie sie bei Spitzenkraftwerken in der Regel vorkommt, so sind bei Pumpspeicherwerken die Wirkungsgrade im Mittel 10-12 Punkte geringer als im Bestpunkt, während sie bei der elektrochemischen Speicherung auf Grund der Elek- trodeneharakteristik um 3-4 Punkte über dem Auslegungspunkt liegen.
Da Pumpspeicherwerke aus orographischen Gründen nicht überall erstellt werden können, ist es notwendig, die zu speichernde und zu entnehmende Energie oft über grössere Entfernungen zu leiten, wodurch bei der Speicherung noch zusätzliche Übertragungsverluste entstehen, die den Gesamtwirkungsgrad der Energiespeicherung mittels eines Pumpspeicherwerkes weiter erniedrigen.
Demgegenüber ist eine elektrochemische Energiespeicherung nach der Erfindung nicht ortsgebunden und kann unmittelbar im Anschluss an jedes Kraftwerk durchgeführt werden.
Die Lösung, die elektrolytische Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff und die elektrochemische Umsetzung dieser Gase in ein-und derselben Zelle an demselben Paar umkehrbar arbeitender Gasdiffusions-Elektroden durchzuführen, stellt einen bedeutenden technischen Fortschritt dar. Denn nimmt man z. B. einen der besten käuflichen Elektrolyseure, wie sie oben in zwei Typen erwähnt und in Kurve a und
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System mit einer merklichen Stromdichte oder energetischem Wirkungsgrad belasten. Andernfalls wären ja die erwähnten Arbeiten der Britischen Schule von Bacon und der gegenwärtigen Erfinder unnötig gewesen. Anderseits ist es aber nicht möglich, das Hochdruck-Knallgas-Element von Bacon zur Elektrolyse zu
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die Dicke der KOg-Schicht nur zirka 1 mm beträgt (vgl. R. G. H.
Watson, Direct Current 1, S. 34, 1952, Septemberheft), um einen geringen Innenwiderstand zu erreichen und dass die Poren der beiden Elektroden nach der Elektrolytseite hin auf die halbe Weite verengt sind, damit aus diesen kein Gas austreten und an die gegenüberliegende Elektrode gelangen kann. Sonst würde nämlich, wie der Erfinder selbst in seiner Patentbeschreibung angibt, z. B. die Wasserstoff-Elektrode durch Sauerstoffbläschen sofort ruiniert werden.
Die Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Elektrolyse-Rekombinations-Einheitszelle. 1 ist das Gefäss einer solchen Einheit, bestehend vorzugsweise aus laugefestem Stahl. 2 ist die Halterung mit H2 -Zuleitung, ebenfalls aus laugefestem Stahl, für die poröse WasserstoffDoppelskelett-Elektrode 3 ; 4 ist die entsprechende Halterung mit Gaszuleitungen für die Sauerstoff-Elektrode 5.
Die Zelle ist in ihrem unteren Teil mit Elektrolyt 6, vorzugsweise Kalilauge gefüllt, deren linker (anodischer) und rechter (kathodischer) Teil durch ein Fenster 7 in der aus laugefestem Stahl bestehenden Scheidewand 8 kommunizieren, welche die bei der Elektrolyse entstehenden Gase H2 (links) und 02 (rechts) an der Vermischung hindert, ehe sie durch die Zuleitungsrohre mit Ventilen 9 in den Sauerstoff-Druckbehälter 11 bzw. den Wasserstoff-Druckbehälter 10 gelangen. Das Fenster 7 ist durch feinmaschige Drahtgaze, vorzugsweise aus dünnsten Ni-oder Stahl-Drähten vergittert. Das Flüssigkeitsvolumen 6 der Einheitszelle wird erfindungsgemäss wenigstens so gross gewählt, dass es für die Energiespeicherung einer Periode ausreicht, wobei pro kW ein Richtsatz von zirka 0, 51 Lauge gilt.
Durchdas Ventil 12 kann entweder Lauge nachgefüllt oder zur Regenerierung abgezapft werden.
Ein offensichtlicher weiterer Vorteil dieser Einheit liegt darin, dass sie prinzipiell keinerlei laufenden Verbrauch an Wasser hat, während bekanntlich die modernen grossen Pumpspeicherwerke nur dort gebaut werden können, wo grösste Wassermengen zur Verfügung stehen. Dieser geringe Wasserbedarf ist besonders vorteilhaft für die Speicherung von Sonnenenergie, die in tropischen Gegenden mittels Sperrschicht-Pho- toelementen (solar cells) oder Thermoelementen in elektrische Energie verwandelt wird ; ihre Ausnutzbarkeit hängt bekanntlich nach den in den letzten Jahren in der Verbesserung dieser Apparate erzielten Fort- schritte-hauptsächlich am Problem der Speicherung, weil die Sonne täglich nur stundenweise genügend strahlt und bei bewölktem Himmel als Energiequelle ausfällt, namentlich, wenn man mit Hohlspiegeln arbeitet.
Gerade in den wolkenlosen Landschaften, wie z. B. den Wüsten von Nordafrika, Australien, Zentralasien und Südamerika, hat der maximale Sonnenschein die Wasservorräte vertrieben, die man zur Anlage von Pumpspeicherwerken benötigt.
Weiterhin ist die Einheitszelle günstig für die Energiespeicherung von Atomkraftwerken, die bekannt- lich wegen ihrer hohen Anlagekosten mit einer hohen Benutzungsstundenzahl betrieben werden müssen und diese durch solche Speichereinrichtungen erhöhen können.
Ferner könnte sich auch eine neuartige Möglichkeit einer Verbundwirtschaft zwischen Elektrizität- und Gasversorgung ergeben, wenn man an eine zeitweilige Lieferung von sehr reinem Wasserstoff oder Sauerstoff denkt.
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Die Kosten der Energiespeicherung je kWh können nach der vorliegenden Erfindung noch dadurch vermindert werden, dass man gemäss dem Verfahren nach der österr. Patentschrift Nr. 194368 die Elektrolyse mit einer Anreicherung von Deuterium verbindet, das sich infolge des hohen D/H-Trennfaktors der erfindungsgemässen Katalysator-Elektroden in der konzentrierten Kalilauge anreichert und dann durch den Hahn 12 in Fig. 3 abgezapft wird.
Schliesslich sei an Hand der Fig. 2 darauf hingewiesen, dass, wenn man eine erfindungsgemässe Zelle als Brennstoffelement bei einer Stromdichte von z. B. i = 1000 A/m betreibt, um den hiemit verbundenen hohen elektrochemischen Wirkungsgrad auszunutzen, man eine 5-fache Leistungsreserve besitzt, falls man z. B. die Elemente vorübergehend mit i = 5000 A/m2 betreibt und den hiemit verbundenen geringeren Wirkungsgrad in Kauf nimmt.
Zu dieser Leistungsreserve tritt noch die hievon zu unterscheidende Energiereserve hinzu, die auf der grossen Adsorptions-Kapazität der verwendeten DSK-Elektroden für Wasserstoff und Sauerstoff besteht ; so adsorbiert eine Ni-DSK-Elektrode im aktivierten Zustand pro Raney-Ni-Atom mehr als 1 H-Atom. Das bedeutet, dass ein kg Ni-DSK-Elektrode als Akkumulator-Platte eine Energiereserve von zirka 110 I Wasserstoff unter Standard-Bedingungen enthält, äquivalent einer Ladungsreserve von 250 A. h. Diese Eigenschaft der erfindungsgemässen Elektroden ist für die Energiespeicherung in doppelter Hinsicht vorteilhaft.
1. Für die durch die Akkumulator-Wirkung der Elektroden gespeicherte Energie benötigt man kein zusätzliches Gasometervolumen ;
2. die so gespeicherte Energie steht bei Spitzenbedarf unmittelbar in der Zelle zusätzlich zur Verfügung, so dass man das Rohrleitungssystem zwischen den Gasometern und den Zellen nur für eine Durchschnittsbelastung auszulegen braucht.
Fig. 4 zeigt in diesem Zusammenhang das gemessene Potential E einer Ni-DSK-Elektrode als Funktion der entnommenen spezifischen Ladungsmenge Q (A. h/kg) nach Aufhören der Wasserstoffzufuhr ; hiebei ist E auf die unbelastete Ag-DSK-Elektrode für 0 bezogen. deren Potential in 6n-KOH um zirka
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gend, denn wenn man gemäss Fig. 4 solche Elektroden ohne Gaszufuhr entlädt, kann man sie nicht durch Anbieten von gewöhnlichem molekularem Gas (H) zu dem energieliefernden metastabilen Nickelhydrid regenerieren. Das gelingt nur, wenn man den Wasserstoff elektrolytisch in statu nascendi anbietet, wie es erfindungsgemäss geschieht, wenn man dieselbe Zelle zuerst als Elektrolyseur und anschliessend als Element benutzt.
Zur Erläuterung der Erfindung dient nachfolgendes Beispiel :
Durch Pressen bei einer Temperatur von 4500 C mit einem Pressdruck von 5 t/cm2 wurden in einer
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herausgelöst, wobei das Potential beider Elektroden gemäss dem Verfahren der kontrollierten Aktivierung durch anodische Belastung bis zu 1000 mV positiver gehalten wurde als das Potential der reversiblen H2-Elektrode unter Atmo'sphärendruck in der Aktivierungslösung. Nach abgeschlossener Aktivierung wurden beide Elektroden in die eigentliche Versuchszelle eingesetzt, die in einer schematischen Skizze in Fig. 3 dargestellt ist.
Das Zellgefäss bestand aus einem zylinderförmigen Stahltopf mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Höhe von 150 mm, der innen mit Polyäthylen ausgekleidet war. Dieses Gefäss wurde durch eine Polyäthylenwand in zwei gleich grosse Räume getrennt und war durch einen dicken aufschraubbaren Poly- äthylendeckel gasdicht zu verschliessen. Die Wand war im unteren Teil von einem 60 mm weiten Fenster durchbrochen, das mit einem feinmaschigen Nickelnetz (35 bL Maschenweite) vergittert war. Der Deckel hatte auf jeder Seite der Trennwand zwei mit Stopfbuchsen versehene Durchbohrungen zur Aufnahme der gleichzeitig als Stromleiter und Gaszuleitungen dienenden Elektrodenhalter aus laugefestem Stahl.
Ebenfalls trug der Deckel beiderseitig der Trennwand je eine Schlaucholive zur Ableitung der Elektrolysegase und eine Stopfbuchse zur Aufnahme eines Thermometers.
Wie Fig. 3 schematisch zeigt, wurden die scheibenförmigen Elektroden in die Elektrodenhalter randdicht mittels Gummidichtungen eingespannt und dann so in die Zelle eingesetzt, dass sie sich bei einem
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mit 6n-KOH gefüllt, die Elektroden mit den Polen einer regelbaren und umpolbaren Stromquelle verbun- den und die Gaszuleitungen der Elektrodenhalter sowie die Schlaucholiven des Deckels paarweise über
Absperrhähne mit den auf 0, 8 atü eingestellten Barostaten verbunden (Sperrflüssigkeit Quecksilber).
Speicherversuche wurden bei 40 und 800 C ausgeführt mit einer konstanten Stromdichte bei der Elek- trolyse und der Wiedervereinigung von 200 mA/cm*.
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<tb>
<tb> :40 <SEP> C80 <SEP> C <SEP>
<tb> Reaktionsrichtung <SEP> Spannung <SEP> Wirkungsgrad <SEP> Spannung <SEP> Wirkungsgrad <SEP>
<tb> U <SEP> V <SEP> n <SEP> = <SEP> U/E! <SEP> n <SEP> = <SEP> Eo/U <SEP> U <SEP> V <SEP> n1 <SEP> = <SEP> U/Eo <SEP> :
<SEP> n <SEP> = <SEP> Eo/U
<tb> Elektrolyse <SEP> 1,64 <SEP> nul <SEP> = <SEP> 75 <SEP> % <SEP> 1,53 <SEP> n <SEP> = <SEP> 80%
<tb> Rekombination <SEP> 0,76 <SEP> n2=61,8% <SEP> 0,79 <SEP> n2=64%
<tb> Gesamtwirkungs- <SEP> n=46,4% <SEP> n=51,5%
<tb> grad
<tb> n <SEP> = <SEP> n,. <SEP> n, <SEP>
<tb>
In einer technischen Anlage sind noch bessere Wirkungsgrade zu erreichen, als in der Laboratoriumsanordnung, doch zeigt das Beispiel, dass man auch hier beachtliche Speicherwirkungsgrade erzielt. Der Gasvolumenbedarf richtet sich nach dem Speicherdruck der Gase. Pro Ah gespeicherte Ladung ist das zu speichernde Gasvolumen unter Atmosphärendruck zirka 0, 631, bei einem Speicherdruck von 10 at nur
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ProPATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Speicherung von elektrischer Energie durch vorübergehende Umwandlung in die chemische Energie des Knallgases mittels Druckelektrolyse des Wassers und zur Rückgewinnung der elektrischen Energie, bei welchem die Elektrolysegase getrennt aufgefangen und gespeichert und im Bedarfsfall-vorzugsweise miteinander-elektrochemisch wieder umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass'die elektrolytische Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff und die elektrochemische Umsetzung dieser Gase in ein und derselben Zelle an demselben Paar umkehrbar arbeitender Gas-Diffusions-Elektroden erfolgt, von denen die eine eine weitgehend reversible Wasserstoff-, die andere eine weitgehend reversible Sauerstoff- bzw. Luft-Elektrode ist.