BE621308A - - Google Patents

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BE621308A
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    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/08Fuel cells with aqueous electrolytes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Procédé pour la production d'énergie dans une pile à combustible et pile à combustible pour   l'application   du dit prscédée, !   Ion   sources d'énergie dite  piles à combustible sont coques déjà   1 depuis   déjà longtemps. 

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   Bien que des voiea   techniques   tout à fait diffé- rentes aient été   choisira   pour leur réalisation, il   n'exis-   te pas encore de solution pleinement satisfaisant et techni- quement utilisable. 



   Les plus répandues sont les piles à combustible ' qui utilisent l'hydrogène comme comburant, hydrogène que l'on peut tirer du charbon par le détour de la réaction du gaz à   l'eau.   La pile peut fonctionner pour gela à la tem- pérature ambiante ou à une.température faiblement élevée   (200    C). La potasse caustique aert d'éleotrolyte car, dans ce d cas la réduction de l'oxygène peut se faire au p8le po- aitif de l'élément avec le minimum d'entrave. 



   Les piles basées sur une combustion   directe/charbon,   ou par utilisation du CO. ou de matières combustibles fabriquées à partir du charbon, fonctionnent toutes   à   des températures plus élevées avec des sels fondus carme électrolytes . 



   Des piles à combustibles pouvant être utilisée)) à des températures plus basses, présentent de nombreux avan- tages. Entre autres les problèmes de matières de constructi- on, sont faciles à régler. Un autre avantage est que les cel- Iules peuvent être rapidement mises en services. 



     Comme   les combustibles habituels sont cependunt à réaction lente et qu'il en est de même de l'oxygène molé- culaire, la facilité d'utilisation d'une pile construite de la manière habituelle dépend exclusivement d'une activation des électrodes telle que les réactions qui forment le cou- rant   se   poursuivent sans être gênées. Dans les éléments à hydrogène-oxygène, il s'agit par exmple des réactions 
 EMI2.1 
 2ü+'4OÜ-----tHa '1 4e et 02 + H 2 0 + 4 e"##4 4 OH- 

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 EMI3.1 
 La marche gênée de la réaction a clans les deux cas pour effet! la brisure de la molécule qui doit être ca- 
 EMI3.2 
 talyntfe.par 1; .ariocies. 



  On a min titi pu. hit de différents cotés de telles lectxoda foz'6amrt actives, par exemple soun forme d'élec- trodes frittée;a parau;3c;:.. Les éleotroden de ce gendre ont deux fonction!! ?. remplir : d'une part l'activât ion cataly- tique du ciombuatibile et de l'oxygène et d/'autre part la pri- ae et | l'évacuation du** courant.

   Elle!3 subissent de ce fait une limitât * on tale car la pleine utilisation des deux 1.'nzrut.m:r:3 i .ra p(ut .se réaliser ;u,t dans une sono d'croi- toineii-t 1d mitée; de l'électrode. i Da.nu lea dleotrodes frittées poreuses parcourues par le .;a:: iz partir du l'arrière, la réaction éïectrocliirai- que 8e produit, daud une ;$ue très circonscrite, là ou 7. s- leotrolyte et ,'cr..auri'a.ce extérieure de l'électrode se trou- veut en aowtuot. 71 y a une limite à l'augmention de la sur- face extérieure que l'on pourrait obtenir en la reiidaut ru- ou eu reiidaut p3u  fine la structure poseuse. Pour obtenir sur cette surface limitée ube vitesse de réaction 
 EMI3.3 
 
 EMI3.4 
 .zu,t1' i:itu:te, on!uti.3isR par nuite des électrodes activées de 
 EMI3.5 
 
 EMI3.6 
 fabrication particulièrement soignée.

   La conséquence eu ekst que do Lenn:! é3fioti'ode  sont saiuible.., 1 'empaâ;omcrm ;1, eut qu'elleu 1)(rdet4t facilement leur activiez 
 EMI3.7 
 
 EMI3.8 
 élev(.,è par (le vieillissement. Pour ces rn'j.., il est n4ce:;,ja.ire, c.te procéder à un changement prématuré 't, a'rh- (Iue,,4t de  électrodes, ce qui ejt techzziqunrze.t ix.d é3 i r .v rJ et en outre tr} coûteux. 



  Cp iuco..ve.ieit8 peuvent être atténué.* da.,d ava #oondit ioiiB favorable.; par ce que l'on appelle le:} piles coB- b)!:;'tib.h!.j  !<o'.. Tu 7.e c:anbtc.:at.t'k:ls habituel eut Uuu! .'' "'ur 
 EMI3.9 
 n'iiiuro un 'S.YGèrJiB tinÜo)t U1UU01W tÍl1.U :la .ln. Lxu 1 y Ls .JytJre" 

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 EMI4.1 
 1 qui peut être facilement réoxydé l3uri la contre-électrode. 



  L'échange entre le combustible et le système Heuox se fait par une réaction homogène dans la solution. r3awv,timr du combustible par le catalyseur Redox et la priÍ>8 du courant se feront ainsi là en pliai3eri séparées. l'inconvénient do ça )procédé consiste eu ce que , par l'échange entre le oombua- i tible (soit l'oxygène) et le système Redox, on perd déjà 
 EMI4.2 
 une partie de l'énergie disponible parceque ce  réactions 
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 se poursuivent de façon irréveruible. 



  En outre, la surface due l'électrode peut facile- ment s'empoisonner à moins que le nyotème Redox ue présente une vitesse de transfert des úleotror1fJ extrêmement, élevée (tris 16alite densité d'échange de courant). La raj cze en oeuvre de ce procédé 8' e3t heurtée zna.zfiecitervent jusqu'alors au 
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 EMI4.5 
 manque d'un système Redox techniqueraent approprié. 
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  L'invention a notamment pour objet un procédé de production d'énergie dans une pile à combustible avec des 
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 électrodes servant essentiellement l'évacuation du courant procédé caractérisé par ce qu'on active le oombudtible par exe:àtlle l'hydrogène, l'oxyde de carbone, le ur. à l'eau, l'al- cool muthylique, l'acide formique et, se OXY trt.,'c par àx- 
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 un emple l'oxygène, l'air ou/halogène au moyen d'un catalyseur 
 EMI4.9 
 qui eut en aunpenaion sous forme de particules finement dio- peroqes dans l'électrolyte et qui est capable d'absorber le 
 EMI4.10 
 combustible et. de l'activer, à la, suite de quoi le catalyseur transmet les charges électriques aux électrodes. 
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  Par ce procédé on évite leu inconvénients des piles à combustibles connue et on peut réaliser des pilou a combes- 
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 tibles de grande efficacité. 
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 Salon un mode de léa.lifJa.t 1011 du proc6d(i# le 

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   combustible,   par exemple hydrogène, oxyde de carbone,   gaz à     l'eau,   alcool méthylique, acide formique et le gaz   oxydait,   par exemple   1 ' oxygène ,   eau, halogène   etc..,

     est active sur un catalyseur qui est en   suspension     sous   forme de particules 
 EMI5.1 
 finement divisées dans l'éloctrolyte et qui ont capable d'ab- ' sorber le combustible et de l'activer après quoi le oataly- pour   transfert'des     charges     électriques   à   l'électrode..        



     Suivant   un mode de   réalisation,   par un   mouvaient   
 EMI5.2 
 donné à :t'7.eotrol.ytslGrl projette le particules de oataly- peur chargées avec lecombustible ou avec le gaz   oxydant   contre les   électrodes   inertes de sorte qu'elles   transmettent        
 EMI5.3 
 les charges eleot riques aux électrodes. i Suivait un aui,rs irAade de réalisation l'électroly- te est mis en mouvement par   in jection   de gaz combustible ou de gaz   oXydar-t   ce qui orée un courant de transport de   l'élec-   trolyte en direction des électrodes. 



   Il y a avantage à mettre l'électrolyte avec le 
 EMI5.4 
 catalyseur en Huapenaion en mouvement dans la direction des électrode par.pompage. 



   Il   s'est   montre particulièrement   avantageux,   sur- tout dans le cas de plusieurs cellules de charger l'électro- 
 EMI5.5 
 lyte et le catalyseur en suspension, à l'extérieur de l'aie- ment avec le Cak, oxydant ou le combustible. 



  Suivant une forme de mise en oeuvre du procède o.j enplUisra comme catalyseurs, pour l'activation au combustible, du platine ou d'autres métaux analogues au platiné ouleurf3 alliage h. 



  On peut encore utiliser comme   catalyseur   pour l'ac- 
 EMI5.6 
 tivatioii du combustible le nickel et en particulier le nickel de Raney ou ces al.7.iage,,de nickel ou encore 1'ax:e¯.t ou le? 

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 alliages d'argent pour activer   1' oxygène.   On peut de même 
 EMI6.1 
 ';tt11!aer:'ltL{}harbOll-.AQtif pour l'activation de l'oxygène. 



  ¯ ¯ ¯ ¯ W j prodédé particulièrement avantageux consista à déposer les catalyseurs sur des particules porteuses oon- , v.nabl6 par. exemple l'alusine, la silice, d'autres oxydes ou mélangea d'oxydes. 



   Dans le   procède   pour la fabrication de piles à 
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 combustibles suivant 1''invention l'activation du combustible ou   de l'oxygène     s'effectue   ainsi sur un matériau catalyseur finement dispersé en suspension dans   l'électrolyte   en par- 
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 tioulea inférieure à 100 H et en tous cas supérieures au diamètre des pores du   diaphragme.   Ce catalyseur se charge à sa surface avec les produit  intermédiaires réactifs par exemple dans une solution saturée avec   Il 2   avec les atomes H adsorbés   ou' avec   les produits de   fission   de l'acide HO 00 H, 
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 de CH3 CH ou de n'importe quel autre combustible qui est présent dans la solution ou pour l'électrode d'oxygène avec 
 EMI6.5 
 1'0 adsorbé.

   E donnant une direction appropriée au flux ; d'électrolyte les particules de catalyseur seront ianoéej contre une électrode inerte qui sert à la prise de courant. 
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 Par le choc des particules un contact électrique avec l t 'fi lectruae sera assuré. Pendant la durée de ce contact, la      
 EMI6.7 
 particule de catalyseur transmet sa charge électrique à i l'électrode fixe. 
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 L'invention s'étend également à une pi le t:. com- bustible pour   l'application   du procéda précèdent ou procédé similaire, pile caractérisée par un dispositif pour la mise en mouvement   de   l'électrolyte. 
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  L'invention s'étend étaleI,leJ:t aux caractéristique*; résultant de la description ci-aprba et des dessins jointe 
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 ai4si qu'à leurs combinaisons possibles. 

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   La description se rapporte à titre d'exemples à des piles 4 combustible de l'invention. 



   Les fig. 1 et 2 montrent schématiquement le processus d'activation de l'hydrogène et de l'oxygène res-   pectivement.   



     1.. La   fig. 3 Montre l'action du catalyseur sur la charge d'une électrode. 



   - la   fig.4  montre l'action de l'argent actif sur le courant   cathodique.   



   - la fige 5 est une   confrontation,   des courbes des fig. 3 et 4. 



   1 la fige 6 est un schéma d'une pile à combusti-   ble   de l'invention. 



   - la fig. 7 montre un dispositif de chargement pour les catalyseurs. des - les fig. 8 et   11   sont/formes de réalisation différentes de la pile de l'invention. 



   Dans la figure   1,   1 et 4 figurent des particules de catalyseur 2 les atomes   d'H   adsorbés. les particules de catalyseur 4 'approchées de l'électrode négative 5 sont en contact électrique avec l'électrode et lui ont abandonné ces électrons. Par cela les atomes H 3 ont reçu des charges positives. 



   La figure 2 montre le même processus côté ony- gène. 1 est la particule de catalyseur qui n'est pas encore en contact avec   l'électrode.   Elle a adsorbé les atomes 0 2. 



    La   particule de catalyseur H est en contact électrique avec l'électrode positive 6 et a repris de cette électrous des   électronn   par lesquelà les particules atomes 0 soit trans-   formé  en loua OH-. 

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   Les particules de catalyseur se rechargent en-   suite   de nouveau dans la solution avec les composants sus-   ceptiblea   de réaction électro-chimique. La rapidité avec laquelle ceci se réalise doit seulement être assez grande pour que lors du prochain choc d'une particule contre l'é- lectrode l'équilibre soit de nouveau établi. 



   L'électrode elle-même n'a pas besoin d'être aotive pour la réaction à l'électrode dont il s'agit   car   la réaction   électrochimiue   qui se produit sur elle   directe-   ment représenté seulement une partie peu importante de l'é- change,comme on le voit sur la figure 3. 



   Le transfert du courant du catalyseur à l'électrode se fait avec un rendement extrêmement élevé. Les présents résultats   d'esai   on été mesurés sans égard aux conditions de flux favorables ni à une concentration optimale du catalyseur. Ils pourraient encore être notablement amé- liorés. La figure 3 montre l'action de l'addition du catalyseur sur le courant sur une électrode de platine dans une solution.de Na CH normale. L'essai était fait dans un récipient cylindrique en verre dans lequel baignait d'un o8té électrode en fil de platine. La solution était mise en mouvement à l'aide d'un agitateur magnétique. L'hy- drogène perlait immédiatement au travers. Le   contre-élec-   trode se trouvait dans un compartiment latéral séparé par un diaphragme de verre.

   Le potentiel de l'électrode était mesuré à une distance d'environ I Cm avec une sonde qui était . reliée à une électrode au colomel et relativement   à   celle-ci. 



   On voit sur la figure 3 la faible.courant limité + u d'oxydation pour la réaction H22H. aq + 2 é qui peut être pris directement sur l'électrode de platine.      

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  Par addition d catalyseur ici du niceel de liane y , 3 la-iiiexisité lu courant anodique monte fortement. Avec une faible        concentrât;! on du     catalyseur   on atteint rapidement une   nouvel-   le limite du courant dont la hauteur dépend de la vitesso 
 EMI9.2 
 d < agitation   cela ne reiuurqua nettement sur la. courbe due gau- ohe dÜrtrugul3al par den croix et qui relie ensemble lun pointu - de riieouvptj faites avec la même quantité* de oa-La.+Yl:

  1eur que dauo la courbe vOlnil1o. uojt environ 1 gr de nickel de Ha, oy mais avec une vitesse de déplacement pluu grande que dams les autres courbes oorr'olJpolJduùt à une viteuse d'agitation   constante.   Le courait monte de nouveau par addition de cala-   lyueur   et se rapproche   d'un   cours linéaire du genre   d'une   
 EMI9.3 
 courbe da' tOnuton du courant limitée par une résiatcu.ce -hi- inique, dqt,,;l J1úuiatELiJQe est problablel ont déterminée par la rJs i:Jt'7!r e ; au tra.nferL de la particule de catalyseur à l'é-   lectrode     e'.   dépend par suite du nombre des chocs contre l'é- lectrode et de la durée du choc.

   Plus grand sera le   nombre   des particulesde   catalyseur   rencontrées, plus petite sera   la   ré- 
 EMI9.4 
 sis Lance. 



     Les  choses sepassent de la même   manière [,   l'élec- trode   oxygène   ou l'argent actif joue le rôle de catalyseur. 



  Cet argent actif est préparé par décomposition thermique de Ag HC3en   mélange     infinie   avec   Il 2     0,  en poudre. La surface des particules d'Al2O3est ainsi recouverte d'argent trbs 
 EMI9.5 
 finement diviêe. Un tel catalyseur à l'argent est extr81r.en.en* rt'abj.j'.

   Il lie avidement à l' oxygène à la t(:r,ptrú1.1..ro ambiante T,o.Ü 1 nU,Hjj ::e réduit à la Même te1!,pr; t1;1 par l'hydroet <*# la fleure 4   Montre     Inaction   de l'addition de cet   argent   actif sur le courant cathodique suivant la réaction 
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  a +2 H20 + 4e --;. 4 Olr 

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 la méthode Il 'eo13a:l était exactement la même que celle décrite pour l'électrode Ilydroebee, Seul le sens du Ocrant ta.:i t . inv81'jÓ. 



  Darm la figure 5 .eo deux courbes partielles du courant ont tete, j't1.xtHl1l,).!I.OI.1 u. La dintunec deze courbes indique la. tel31on (lea cellule  obtenues eu combinait des électrodes hydrono Pi oXj'ÔnEI CQtfl.lyt;cetl tiven Joo char- gen :ll1dirJ..U1..1f. Cuttn valeur I)(,U1'1'1\ \1. oortnii fi-iont fltre W1Ut.. liorde d'une 1'a.,!ioll importante par une aynmrt.t3or de la quantité de catalyseur et par une meilleure diro0til)ll du 
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 flux. 
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  Le procédé euivaitt l'invention a sur les procé- dés connus les avantage  suivant ri 1 ) L'activation catalytique du combustible com- me celle de l'oxygène s'effectue en plaiiee homogène et sans ;perte d'énergie libre, peur autant que l'on obtienne que 2 : 1 'approvisiOl:üemt-'nt eu catalyseur et l'activation du corabliti- 
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 tible soient équilibrés. 
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 2 ) Les électrodes i.e aervent qu'à la prise du 
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 courant et peuvent être exemptes de réaction propre. 
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  3 ) le cnta3yweur peut lacilewjixt être renouve- 
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 EMI10.9 
 lé (pour rfg}:ératioJ1) sans qu'il soit bcoui:. d'ouvrir la 
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 cellule elle-mCïe. 



  4 ) Les électrodes r.o peuvent eii cas Ce ('hR" fe- 
 EMI10.12 
 
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 ment de pression être remplie totalfr.u;.t par l'tUetro] yte ce qui les mettrait horu de aervine  5 ) Cor'a or. r.et en jeu des particules relative- nient grosses, une séparation par diu!)hro,±'we est facile à réaliser (avantage rur le :y;t,r4 Redox). i Une pile appropriée L l'application du procédé suivant l'invention doit xéceczt9re:"c:.: pot3L1ldElr Uf, Oiapouim 
 EMI10.14 
 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 
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 par lequel soit ajouré un mouvement relatif antre l'électro- 
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 de et l'électrolyte.

   Il a été reconnu pratique, pour une telle pile 
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 de prévoir une Ítlutallatjou de pompage pour] 'électrolyte 
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 peur laquelle toute pompe appropriée peut être utilisée* En outre l'élément combustible doit posséder un dispositif pour 
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 1 fu inasrrtzt ou en combustible et en gaz oxydant. 
 EMI11.6 
 



  Afin que 1 'électrolyte charge d'riy 3rogèi e ou d'un antre combustible ne soit pas mélangé avec 1 'électrolyte chargé d'oxygène et qu'ainsi la réduction Be produire sais touruiture de courant, il eut nécessaire que Je.3 oo:maa'1 i:.a¯t:> do ] l anode et de la cathode soient uéparés par 11:¯ 'diaphragme t'C1I itlE' diaphragme ou peut, utiliser ue.o corpj pCZ'811a \1L' q-taii- 
 EMI11.7 
 
 EMI11.8 
 ré habituelle qui. Joj ru t L,ertes ei. présence des éleotrolytes alcal l,.s. 



  De tels diaphragmes sont avaiitageusemei.t coiioti- tués par do 1:1 . IIIerabraueG minces en grès ou en matières sYlltl1é- tiques, parad cellea-ci des echanseurn d'iojia en fetiilled ou eu til1:1us. Dès frittaees de verre ou de P01'001(11'.0 i\ poreu finn conviennent aunai très bien pour cet ul3a;!.e. n a été recouiiu pratique.de donner de rr;'t:rt'.ae al1t( c:W t'13.xi,izlle;i;;: deu 3l.cacaroyte; la forme ailiuluil-fi pour ainni rendre po:;,wlble eie circulation en circuit fermé de:3 électrolytes. 



  1.(}11 éleclrodeti doivent $6't.re tii:po:;two:' dr'.:.3 :!e1.)';,3 oQJL,pn:rtiTJJ0"to de 1'Fcçc.,. '(,oJ10 ave voutea Jeu particule.. da e;ta1;'{::011:t' )LI.1 ti:P.i't . (?:: futuindra. 13 a été rC'!v'0... 1 yil'.'v l-. t:11.1iT'f!Mt?tt'i, (l1'is::l.l.,;W . >à i-o ::;iEt'G de aaspoiier 'Son é.lP0UMi'eu qui l ;îtm t Lt)1j.U('t: .t' ltt ,.. Cf:Y't:..t.f.' de taC3litvx'ell:iG:â plaque;1- f'.. fur-. ntant un allÔ avec la diruc tient du flux de 11 éJ eltrc.l y t,. 
 EMI11.9 
 

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     Si   les électrodes partielles   lui,   ensembles, constituent l'élso- trode sont disposées en   escalier   de façon à garnir à peu près tout   e   profil du compartiment   de     lélectrode,   on a la garantie que touteu les particules de   catalyseur   qui sont empâtées   duns   l'électrolyte atteindront la surface de l'électrode au cours du mouvement de l'électrolyte. 



   Dans une disposition particulière de la pile à combustible sui- vant l'invention les compartiments des électrodes sont formés par des tubes placés concentriquement l'un dans l'autre, le tube   intér-   ieur jouant le rôle de diaphragme. D.ns ce cas on   place!   dans le   tu-   be intérieur l'électrode d'une polarité qui de   référence   est for- mée de nombreuses parties pendant que l'électrode de la polarité      opposée se trouve entre les tubes intérieure et extérieur et que le la tube extérieur est en même temps le contenant   de/cellue.   Les élec- trodes peuvent aussi dans ce cas être tubulaires ou être constituée de barres fils, réseaux de fila etc.... 



   Dans une autre forme d'exécution le tube extérieur sert en même temps d'électrode et est constitué dans ce cas par une matièra conductrice éléctroniquement, de préférence un métal résistants aux électrolytes. 



   On considère que le mouvement de rotation est le type de mou- vement le plus avantageux pour   la   suspension de catalyseur et que, étant donné les particules de catalyseur sont refoulés vers l'exté- rieur dans ce type de mouvement, les limites extérieures des   cham-   bres à électrodes peuvent aussi servir d'électrodes.

   Four les élec- trodes tournants les particules de catalyseur viennent très souvent en contact avec les surfaces des électrodes; il n'est pas   nécessaire   de constituer les surfaces des électrodes de telle façon que   le$   dites surfaces ou certaines de leurs parties dans le cou- rant de suspension, ce qui   accroîtrait   le frotteront. le 
La figure 6 montre schéma d'une pile à combustible suivant l'invention..Elle comprend deux   compartiments   d'électrolyte tubu-   laires   1 et 2 qui sont séparés l'un de l'autre par un diaphragme 3. 



   Dans le compartiment d'électrolyte 1 est disposée une électro- de positive 4, qui est constituée de plusieurs parties forment un      angle avec la direction du flux d'électrolyte. Dans le compartiment      d'électrolyte2 se trouve 

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 une électrode négative 5.   les   pompes 6 font mouvoir les deux   électrolytes     en courant   circulaire.Sur le compartiment   il*   d'électrolyte 1 se trouve un dispositif   d'alimentation   en oxygène 7, et sur le compartiment   d'éleotrolyte   2,   un   dis- 
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 positif d 'alimentation en hydrogène. 



   La figure 7 montre schématiquement un dispositif par lequel   les.   deux catalyseurs   destinés     à   chacun des types   d'électrodes   et mis en   suspension   dans   l'électrolyte   sont   chargea   à l'extérieur de la pile avec du combustible c'est 
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 à dire l'-es produits ioxydanto. 



   Les chambres d'électrodes à combustible 1 sont séparées, des   chambres   àélectrodes 4 oxygène 2 par des dia- 
 EMI13.3 
 phragmea 12 et ell ei0o t parcourues par les suspensions de catalyseur qui on été préparées dans les récipients en tôle 3 et 4.   L'hydrogène   est   Introduit   en 5 et la suspension de ca- 
 EMI13.4 
 talyseur en 10 et lIc Hont amenés aux électrodes à combusti- blés par la canalisation -8 après avoir été brassés par la pompe 7. Fdïta3oMent ils aont rame-léu dans le r6cip*er--u use   mélange   3. 



     L'alimentation   des électrodes à   oxygène   s'effec- tue   d'une     manière   analogue par   l'intermédiaire   du récipient à mélange 4 avec arrivée 11 du catalyseur et de l'électrolyte , et entrée du produit oxydant 6 avec une pompe 7 et une   cana- :      libation   
La charge des particules de catalyseur dans les   récipients   3 et 4 a lieu par amenée à contre courant du gaz et du liquide, ce dernier étant déversé en cascade sur des tôles de guidage. 
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  Les figures fi. 9 10 montrent des dispositifs dans lesquels les   compartiments   à électrodes sont formés par des tubes concentriques. Dasn ces dispositifs le tube intérieur cor constitue en   nêine   temps le diaphragme. En vue de   maintenir   
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 la xéitrz.ce i intérieure de la cellule aussi faible que      

 <Desc/Clms Page number 14> 

   Possible.   il est   recommandé   tout particulièrement de  dispo-   ser les électrodes très près du diaphragme. 



   Dans la figure 8 oe sont les -cubes 4 et 6   dispo-   ses près du diaphragme qui servent d'électrodes. Dans   la,   cel- lale 1 les arrivées de combustible et de moyen oxydant 7 et 9 sont disposées   taugantiollement   pour produire un courant circulaire et correspondent aux orifices de sortie 8 et 10 au bord inférieur du récipient. Pour une vitesse de cirou-   lation   très lente de l'électrolyte et notamment lorsque des 
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 moyens gaseux- eont introduits dans les orifices 8 et 10 à contre courant à la suspension de catalyseur, il est recom- mandé d'équiper les électrodee avec des curineea d'impact supplémentaire comme les tôles 2 et 3 de la figure 8. 



   L'espace libre   11   peut être utilisé pour régule.- 
 EMI14.2 
 riser la température. Il peut aussi recevoir"deu dispouitite de réglage et de contrôle* Il est très avantagouu de le cons- tituer en plus comme récipient Mélangeur pour la charge des particules de catalyseur avec les combuatiblea parce que dans ce cas on réalise une unité de! cellule à   combustible   très complète. 
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  La figure 9 mordre ur: dispositif ui-alogue en coupe 
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 les vies de guidage ei. hélice 2 et 3 servent d'électrodes   inertes.   le courant est prélevé par les tubes d et 10 Isolée par des bagues 13. 



   La figure 10 montre une pile dans laquelle le tu- 
 EMI14.5 
 be extérieur qui, lora d'uu déplacement trC:d lent de l'éleo-      trolyte et si on   insuffle   un fluide gazeux, possde, pour augmenter sa surface extérieure des nervuags courbes 14 et forme en même temps l'électrode 2.   Le).:   hachures obliques mon- trent que la contre électrode possède également des surfaces 
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 d'in,pact appropriées pour les particules ae oatalyuours 

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   chargeas.   L'entrée de   courant *?     *et   disposée de telle aorte que l'é- 
 EMI15.1 
 18otrolyte arrive ; en déplacement circulaire.      



   Dans la   figure   11 le diaphragme constitué par une   membrane     d'échangeur     d'ions   dont la surface   extérieure-, est   couverte de dé- 
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 riveurs de courant poreux 2 et 3. Le tourbillonner, ont de l'électro- lyte est provoqué par des tôles déflectrices 15. 
 EMI15.3 
 



  Il est évidemment possible de combiner avec des demi-cellules confo;:!II8s à 1a présente invention, des demi*- cellules connues à électrodes catalyseurs de piles à combustible usuelles.      



   Pour l'électrolyte alcalin, on peut notamment utiliser une      lessivede potasse, dont la   concentration     ! varie   entre 0,7 et 3 par 
 EMI15.4 
 rapport à leu normale, l'ouif ) l'électrolyte acide une solution d'acide sulfurique et d'acide !J6r6hlori'lue s'eut rvrlre particulièrement intéressante, les concentrations d'acides utilisées étant les con- eeutxi.ianc d'acides des ",ccullnJateurs au plomb.

Claims (1)

  1. bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessous décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour oelà sortir du ca- dre de-l'invention, RESUME L'invention s'étend notamment aux caractéristiques ci-après EMI15.5 et à leurs oombinnisena possibles* Ifroôéâé de production èl' l'1lrg1e dans une j,J:
    l.18 à combustible avec dès électrodes servant essentiellement à l'évacuation du cou- EMI15.6 rant. procédé caractérisé par ce qu'on active le oombuatible par exemple l'hydrogène,l'oxyde de carbone, le gaz à l'eau, l'alcool métkylique, l'acide formique et le gaz oxydant par exemple l'oxygène l'air ou un halogène au moyen d'un catalyseur qui est en suspension de sous forme/particules, finement dispersées dans l'électrolyte et EMI15.7 qui est capable d' deorber le combustible et de l'activer, à la suite de quoi le catalyseur transmet les charges électriques aux EMI15.8 élect.odes.
    2 )On donne un mouvement à l'électrolyte de telle sorte que les particules de catalyseur chargées avec le combustible ou le gaz oxydant sont projetées contre les électrodes inerte, ce qui; permet le transfert des charges électriques aux électrodes. <Desc/Clms Page number 16> EMI16.1 30) L'électrolyte est r,as en mouvement pur souf- flage de gaz combustible ou de gaz oxydant et poussé en flux vera l'électrode.
    4 ) L'électrolyte avec le catalyseur en suspen- EMI16.2 sion est chargé de combustible ou de gH. OXYClf>:':t f. 1 'ezté- rieur de 1'élément.
    6 ) On utilise comme catalyseur pour l'activa- tion du combustibles a) du platine ou d'autres métaux analogues au platine ou leurs alliages. b) du nickel et particulièrement du nickel de Raney ou des alliages de nickel. EMI16.3
    7 ) On utilise comme catalyseur pour l'aotivati- on de l'oxygène: EMI16.4 a) de Ilarec.t ou de!:! alliaseu d'argent b) du charbon actif. iï0) Le;.) oatalyaeuru BO;t. dépolJl1B uur den parti- culas E1up'portu par a.-;.elp11) de l'alumine, de la u11i06. d'au- très oxydes ou des mélangea d'oxyde ou du charbon. EMI16.5 9 ) 1:'ile fJ. combustible nouer l'application du procède précéda)'1; ou procédé similaire, pile caractérisée par un dispositif pour la mise en Mouvement de l'électrolyte. EMI16.6 10 ) Le dispositif de déplacement de l'électroly- te est, une pompe.
    11 ) la pile est pourvue de dispositifs pour- l'alimentation en combustible et en gaz oxydant.
    12 ) Les compartimenta de la cathode et de l'a- node sont séparés par un diaphragme.
    13 ) Len compartiments d'électrolyte ont de pré- férence une forme annulaire et permettent ainsi un circuit fermé pour l'électrolyte. <Desc/Clms Page number 17>
    14 ) Les électrodes, formées de préférence de nombreuses plaque* sont disposées pour se présenter suivant EMI17.1 un angle par rapport à la direction du flux d'éleotrolyte.
    15') Dans les opmpartimente d'éleotrolyte, Ion électrodes composta de préférence d'éléments multiples sont disposée* en escalier formant un angle avec la direction du EMI17.2 flux d'e18otDolyte de façon à garni. à peu près tout le profil du compartiment d'éleotrolyte.
    I6)) L'angle d'orientation des électrodes est compris entre 20 et 50 .
    17 ) Les compartiments' d'électrolyte sont formés par les tubes placés concentriquement l'un dans l'autre, le tube intérieur jouant le rôle diaphragme, 18 ) Le tube extérieur constitue en même temps l'une EMI17.3 des éleotrodes. 19 ) L'éleotrolyte alcalin est une lessive de potasse dont la concentration varie entre 0,7 et 3 par rapport à la normale.
    20 ) L'électrolyte acide est une solution d'acide sulfurique et d'acide perchlorique, les concentrations EMI17.4 d'aoides âtant 1ea conodntrations d'acides 4 accumulateurs au. plomb.
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