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Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten für Brennstoffelemente für flüssige und gasförmige Brennstoffe und Arbeitstemperaturen bis zu 2500C
Erfindungsgemäss wird dieser durch eine an sich bekannte Membran aus einem inerten Trägermaterial gebildet, die ein saures Phosphat des K und/oder Al enthält.
Diese Salze haben die Eigenschaft, unter teilweiser Zersetzung in ihrem Konstitutionswasser zu schmelzen, wobei im Falle des KH PO die Umwandlung
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vor sich geht und sich nachstehende Wasserdampfpartialdrucke einstellen :
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<tb>
<tb> t <SEP> C <SEP> 170 <SEP> 191 <SEP> 210, <SEP> 5 <SEP> 230 <SEP> 250 <SEP> 254, <SEP> 8 <SEP> 256, <SEP> 5 <SEP> 264
<tb> p <SEP> (mm <SEP> Hg) <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 46, <SEP> 5 <SEP> 118, <SEP> 7 <SEP> 306, <SEP> 5 <SEP> 673, <SEP> 3 <SEP> 721, <SEP> 2 <SEP> 733, <SEP> 6 <SEP> 751, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Soll sich die Zusammensetzung der Schmelze im Laufe der Zeit nicht ändern, so muss der Partialdruck des Wasserdampfes im zugeführten Brenngas durch geeignete Sättigung oberhalb des Partialdruckes des Elektrolyten erhalten werden.
Da dieser 1 atm nicht übersteigt, so kann erfindungsgemäss bei leicht erreichbaren Temperaturen mit wässerigen Elektrolyten gearbeitet werden, ohne zu erhöhten Drucken greifen zu müssen.
Es scheint übrigens, dass in erfindungsgemässen Zellen der Stromtransport hauptsächlichdurch HaF-Ionen, was im Falle von Brennstoffen auf Wasserstoffgrundlage vorteilhaft ist, erfolgt.
Die Elektroden werden vorzugsweise aus einer Schichte porösen Metallpulvers bestehen, besonders Pd und Ag für die Anode und Silber für die Kathode. Sie können auch aus Metallschichten gebildet sein, die sich auf einem Nickelgeflecht von etwa 10 Maschenweite befinden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung gezeigt. 1 bezeichnet eine Kathode aus Silberpulver, 2 eine Anode aus einer Mischung von gepulvertem Ag und Pd.
Die Zelle kann über die Zuleitung 5 mit Wasserstoff oder Butan, durch die Zuleitung 6 mit Sauerstoff oder atmosphärischer Luft gespeist werden. 7 und 8 sind Abzugskanäle für die Verunreinigungen der genannten Gase. Mit 3 sind der Elektrolyt und mit 9 der Elektrodenträger bezeichnet.
1. Versuche mit einer erfindungsgemässen Zelle mit Elektroden von 3 cm2 Oberfläche bei Speisung mit Butan und Sauerstoff :
Das Butan war durch H SO gewaschen. Die Zelle ergab folgende Werte :
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<tb>
<tb> Zeit <SEP> in <SEP> Std. <SEP> Temperatur <SEP> C <SEP> Klemmspannung <SEP> in <SEP> mV
<tb> 12 <SEP> 40'205 <SEP> 310
<tb> 1255'204 <SEP> 320
<tb> 1330'212 <SEP> 350
<tb> 1445'217 <SEP> 380
<tb> 15 <SEP> 00'219 <SEP> 400
<tb> 16 <SEP> 00' <SEP> 223 <SEP> 520
<tb>
Bei Kurzschliessen der Zelle über ein Ampèremeter ergab sich eine Stromstärke von 13 mA, d.i.
4 mA/cm und eine Spannung von 25 mV. Der innere Widerstand der Zelle beträgtetwa 40 Ohm.
2. Versuch bei Speisung mit sehr reinem Wasserstoff und Sauerstoff :
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<tb>
<tb> Temperatur <SEP> C <SEP> Spannung <SEP> in <SEP> mV
<tb> 103 <SEP> 510
<tb> 160 <SEP> 590
<tb> 170 <SEP> 540
<tb> 200 <SEP> 500
<tb> 240 <SEP> 440
<tb>
Hinausgehen übet 1600C vermindert also die Spannung.