AT236476B - Brennstoffbatterie, die mit inertgashaltigen Reaktionsgasen betrieben wird - Google Patents

Description

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  Brennstoffbatterie, die mit inertgashaltigen Reaktionsgasen betrieben wird 
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    oder Q. keineswegseiner bestimmten Elektrode elektrochemisch umgesetzt wird,   zunächst die Gasräume aller vorhergehenden
Elektroden durchströmen muss. Dadurch wird in jenen Gasräumen die Strömungsgeschwindigkeit des Gases vergrössert und somit der Stoffübergang zwischen Reaktionsgas und Elektrode verbessert. Damit wird eine bessere Ausnutzung des Reaktionsgases erzielt, denn jedes Molekül des Brenngases bzw. des oxydierenden Gases, das mit den Inertgaspolstern ausgespült wird, vermindert den Wirkungsgrad der elektrochemischen
Elektrodenreaktion. 



   Die erfindungsgemässe strömungstechnische Serienanordnung von Elektroden hat zur Folge, dass bei
Strombelastung im Gasraum der letzten Elektrode stets die grösste Inertgaskonzentration herrscht. Deshalb ist auch die Polarisation der letzten Elektrode bei gleicher Stromdichte innerhalb der Serie am grössten. 



  Man braucht also zur Verhinderung von Erstickungseffekten nur das Potential der letzten Elektrode, z. B. mit einer unbelasteten Referenzelektrode, zu kontrollieren und, sobald sich dieses verschlechtert, die
Inertgaspolster auszuspülen. Zur automatischen Regelung des Spülvorganges bringt man hinter dem Gasraum   der letzten Elektrode der Serie ein Ventil an, das   die Strömungsgeschwindigkeit des Spülgases kontinuierlich oder diskontinuierlich regelt und selbst in an sich bekannter Weise, z. B. mittels Servomotor oder Kraft- magnet, betätigt wird, wobei die Steuerung der Betätigungsorgane durch das Elektrodenpotential erfolgt. 



   Es wurde gefunden, dass sich die Polarisation einer Gasdiffusionselektrode aus zwei Anteilen zusam- mensetzt, von denen der eine eine Funktion der Belastung ist und auch ohne Anwesenheit von Inertgasen im Reaktionsgas auftritt, während der zweite Anteil zusätzlich als Folge der   Partialdruckverminderung   des
Reaktionsgases bei Ansammlung von Inertgasen entsteht. Nur dieser zweite Anteil kann aber zur erfin-   dungsgemassenRegelungderInertgasspülung   herangezogen werden. Es ist deshalb für die günstigste Durch- führung der Spülung gemäss der soeben beschriebenen Methode erforderlich, den ersten der erwähnten
Polarisationsanteile, der als natürliche Polarisation bezeichnet werden soll, in irgendeiner Weise zu kompensieren.

   Es wurde hiefür eine Differenzmethode entwickelt, die sich die Tatsache zu Nutze macht, dass im Gasraum der ersten Elektrode die kleinste, im Gasraum der letzten Elektrode der Serie die grösste
Inertgaskonzentration herrscht. Die Differenz der Polarisation beider Elektroden ist also bei gleicher Strom- dichte innerhalb der Serie allein eine Folge der Inertgasansammlung in der letzten Elektrode. 



   Durch Messung der Polarisation der letzten Elektrode der betreffenden Serie kann deshalb die An- sammlung von Inertgasanteilen automatisch kontrolliert und der Spülvorgang entsprechend gesteuert wer- den. Auf diese Weise wird die auf die Belastung zurückzuführende natürliche Polarisation eliminiert. 



   Man kann die Polarisationseffekte zwischen der ersten und letzten Elektrode der Serie dadurch messen und zur Steuerung des Spülvorganges ausnutzen, dass man vor beiden je eine Referenzelektrode anbringt und die sich so ergebenden Spannungen miteinander vergleicht. 



   Statt besonderer Referenzelektroden kann man auch die Gegenelektrode der betreffenden Zellen in der nachstehend beschriebenen Weise als Vergleichselektroden benutzen, falls bei ihnen die Gefahr einer
Erstickung des Potentials durch Inertgase nicht besteht. 



   Die schematischen Fig. 1 und 2 sollen zur Erläuterung der erfindungsgemäss arbeitenden Brennstoff- batterie dienen. 



   Fig. 1 veranschaulicht die Wirkungsweise am Beispiel einer die Inertgasspülung selbst regelnden sechs- 
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 undAlle Zellen sind elektrisch in Serie geschaltet. Die Stromleiter    S 1 und S 2 führen   die in der Batterie erzeugte elektrische Leistung zum Verbraucher. Zur Regelung der Inertgasspülung wird die Zelle Z mit der 
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 gang als Beispiel beschrieben, der sich meist billiger und einfacher realisieren lässt als ein kontinuierlicher. Für eine kontinuierliche Spülung ist ein Ventil V zu verwenden, dessen Strömungswiderstand variabel ist und ebenfalls durch die Differenzspannung der Zellen    Z     undZ sinnvoll   gesteuert wird. 



   Man kann zur Elimination der natürlichen Polarisation auch jede andere Zelle statt der ersten einer Serie heranziehen, dies ist sogar vorteilhaft, wenn sowohl Kathoden als Anoden beide Gasdiffusionselektroden 

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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 4> (Z2n)Strömungsrichtung des durch die Kathoden der in Serie geschalteten Zellen geführten Gases entgegengesetzt ist.