DE10324200A1 - Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz - Google Patents

Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz Download PDF

Info

Publication number
DE10324200A1
DE10324200A1 DE2003124200 DE10324200A DE10324200A1 DE 10324200 A1 DE10324200 A1 DE 10324200A1 DE 2003124200 DE2003124200 DE 2003124200 DE 10324200 A DE10324200 A DE 10324200A DE 10324200 A1 DE10324200 A1 DE 10324200A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
peroxide
cell according
fuel
oxidant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2003124200
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Buttkewitz
Detlef Foge
Andreas Schmuhl
Paul Jeroschewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AMT Analysenmeßtechnik GmbH
AMT ANALYSENMESTECHNIK GmbH
Ati Kueste GmbH
Original Assignee
AMT Analysenmeßtechnik GmbH
AMT ANALYSENMESTECHNIK GmbH
ATI KUESTE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AMT Analysenmeßtechnik GmbH, AMT ANALYSENMESTECHNIK GmbH, ATI KUESTE GmbH filed Critical AMT Analysenmeßtechnik GmbH
Priority to DE2003124200 priority Critical patent/DE10324200A1/de
Publication of DE10324200A1 publication Critical patent/DE10324200A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/881—Electrolytic membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/886—Powder spraying, e.g. wet or dry powder spraying, plasma spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9008—Organic or organo-metallic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie chemische bzw. elektrochemische Verfahren zur Herstellung und/oder Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz. Sie bezieht sich insbesondere auf Brennstoffzellen, die druckneutral aufgebaut werden können und auf die Optimierung von Brennstoff-Oxidanz-Kombinationen unter Verwendung von speziellen Katalysatormaterialien bei niedrigen Umgebungstemperaturen. In einer speziellen Ausführung der Erfindung werden Brennstoff und/oder Oxidanz aus Trägermaterialien oder aus den Reaktionsprodukten der Brennstoffzelle chemisch oder elektrochemisch erzeugt. Die erfindungsgemäße Brennstoffzelle kann vorrangig im Unterwasserbereich oder in gekapselten Systemen, aber auch unter Normalbedingungen zur Energieversorgung eingesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft Brennstoffzellen für den Einsatz in jeder Art von Elektroenergieversogungssystemen. Besonders geeignet sind die Brennstoffzellen jedoch für den Unterwassereinsatz.
  • Die derzeit bekannten Ausführungen für die Energieversorgung in schwierigem Gelände und im Unterwasserbereich basieren überwiegend auf die Verwendung von Lithium-Ionen- oder druckfesten Blei-Gel-Batterien als Energiequelle. In jüngster Zeit wurden jedoch auch Brennstoffzellen entwickelt, die gasförmigen Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidanz nutzen. Beide Gase werden in komprimierter Form (Sauerstoffdruckflasche, Hydridspeicher für Wasserstoff) in schweren Tanks mitgeführt.
  • Diese bekannten Ausführungen weisen jedoch einige Nachteile auf. Besonders für den Unterwasserbereich müssen jedoch aufwendige technische Lösungen verhindert werden, um hohe Kosten zu vermeiden. Das Gefahrenpotential durch die Verwendung von Druckgasflaschen, mögliche heftige chemische Reaktionen (z.B. Knallgasreaktion), die Anfälligkeit der Sauerstoffreduktion im Langzeitbetrieb sowie die noch nicht ausreichende Leistungs- und Energiedichte von H2/O2-Brennstoffzellen sind weitere Nachteile, die einer breiten Markteinführung der Brennstoffzellen in diesem Gebiet entgegenwirken.
  • Wünschenswert für den Unterwassereinsatz wäre deshalb eine Brennstoffzelle, die die oben genannten Nachteile umgeht, ausreichende Leistungs- und Energiedichten aufweisen und möglichst lange wartungsfrei unter Wasser betrieben werden kann. Grundsätzlich käme dafür eine Brennstoffzelle in Betracht, die sowohl auf der Anoden- als auch auf der Kathodenseite einen flüssigen Stoff verwendet und somit prinzipiell einen druckneutralen Aufbau auch in großen Wassertiefen ermöglicht.
  • Bisher sind aus der Literatur H2O2/H2O2 [ EP 0 252 559 B1 ] und Methanol/H2O2-Brennstoffzellen [Agachi, S.; Oniciu, L.: Proceedings of the International Society of Electrochemistry 36th meeting (Extended Abstracts). Graz, Austria: International Society of Electrochemistry. 1985. pp. 07190-07191 Conference: 36 meeting of the International Society of Electrochemistry, Salamanca, Spain, 23 Sep. 1985] bekannt, die diesen grundsätzlichen Anforderungen genügen. Diese Brennstoffzellen weisen jedoch hinsichtlich des verwendeten Katalysatormaterials (für Wasserstoffperoxid wurden metallische Katalysatoren eingesetzt, die die chemische Zersetzung des H2O2 fördern und somit Verluste beim Brennstoff bzw. beim Oxidanz bedeuten; für Methanol erfolgte keine Optimierung des Katalysators) noch erhebliche Nachteile auf und wurden für druckneutrale Anwendungen bzw. für den Unterwassereinsatz nicht konzipiert.
  • Weiterhin ist bei den genannten Brennstoffzellen nicht möglich, Brennstoff und/oder Oxidanz unmittelbar vor dem Einsatz elektrochemisch oder chemisch zu erzeugen und die Reaktionsprodukte der Brennstoffzelle durch chemische Reaktion oder durch elektrochemische Regenerierung gemäss dem Prinzip der Wiederaufladung eines Akkus wieder zurückzugewinnen. Damit war eine effekti vere Nutzung von Brennstoff und Oxidanz noch nicht möglich, da Verluste durch die Lagerung von Oxidanz und Brennstoff (Eigenzersetzung von Wasserstoffperoxid, Verdampfung von Methanol) unumgänglich waren.
  • Eine Anpassung der Brennstoffzellensysteme an die niedrige Umgebungstemperatur im Meerwasser von ca. 3–4°C hat es bisher ebenfalls nicht gegeben, so dass Elektrodenreaktionen und Katalysatoren für diesen Bereich gefehlt haben. Bisherige Systeme, wie z.B. das System Methanol/H2O2 arbeiten nur im Bereich von 70–110°C mit ausreichender Leistung.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass ausser einer H2O2/H2O2- und einer Methanol/H2O2-Brennstoffzelle, die jedoch noch nicht für den (druckneutralen) Unterwassereinsatz geeignet sind, die keine optimierten Katalysatoren enthalten und die nicht die Möglichkeit der in-situ-Erzeugung bzw. Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz enthalten, keine weiteren Flüssig-Flüssig-Brennstoffzellen mit ausreichender Leistung und langzeitstabilem Einsatz für den druckneutralen Unterwasserbetrieb bei niedrigen Umgebungstemperaturen existieren.
  • Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass Brennstoffzellensysteme mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz in der Art realisiert werden, dass sie prinzipiell druckneutral aufgebaut und auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen mit ausreichender Leistung über einen langen Zeitraum von mehreren Monaten betrieben werden können. Es erfolgte dazu eine Optimierung der Katalysatormaterialien der o.g. bekannten Brennstoffzellensysteme H2O2/H2O2 und Methanol/H2O2 und es wurden weitere geeignete Brennstoff-Oxidanz- Kombinationen mit den jeweiligen Katalysatormaterialien unter dem Aspekt des vorrangigen Einsatzes bei niedrigen Umgebungstemperaturen und unter Druck entwickelt. In einer speziellen Ausführung wird Wasserstoff aus geeigneten festen und flüssigen Trägermaterialien (z.B. Hydrolyse von Hydriden nach dem Prinzip des Kipp'schen Gasentwicklers) erzeugt und als Brennstoff eingesetzt. In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung werden Brennstoff und/oder Oxidanz aus Trägermaterialien oder aus den Reaktionsprodukten der Brennstoffzelle chemisch oder elektrochemisch erzeugt, so dass eine effektivere Nutzung von Brennstoff und Oxidanz möglich ist und Verluste durch Lagerung erheblich reduziert werden können.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Brennstoffzelle verwendet als Oxidanz eine peroxidhaltige Lösung, wie z.B. Wasserstoffperoxid, wasserlösliche Peroxidlösungen der Alkali- oder Erdalkaliperoxide oder organische Peroxidverbindungen, die vorzugsweise in einem wässrigen Elektrolyten gelöst sind.
  • Als Brennstoffe werden Alkohole (Methanol, Ethanol, Propanol, Glykole), Ameisensäure, Aldehyde (z.B. Formaldehyd), Formiate (z.B. Natriumformiat), Wasserstoffperoxid, wasserlösliche Peroxidlösungen der Alkali- oder Erdalkaliperoxide oder organische Peroxidverbindungen, die vorzugsweise in einem wässrigen Elektrolyten gelöst sind, durch Hydrolyse von Hydriden freigesetzter oder durch elektrochemische Erzeugung aus einer wässrigen Lösung erzeugter Wasserstoff verwendet.
  • Brennstoff und/oder Oxidanz können pH-Wert verändernde Zusätze (z.B. Phosphorsäure, Schwefelsäure, Kalilauge), Leitsalze (z.B. LiClO4) oder Stabilisatoren (z.B. Phosphate oder Polyethylenglykol zur Stabilisierung von H2O2). Enthalten.
  • Brennstoff und/oder Oxidanz können in einer speziellen Variante der Erfindung durch chemische oder elektrochemische Reaktion unmittelbar vor dem Einsatz in einem der Brennstoffzelle direkt angegliederten Reaktor erzeugt werden. Dazu werden die in der Literatur bekannten elektrochemischen Verfahren zur Erzeugung von Brennstoff/Oxidanz genutzt. Z.B. kann man aus Schwefelsäure elektrochemisch Wasserstoffperoxid nach dem Degussa-Weißensteiner-Verfahren unter Bildung von H2O2 und Wasserstoff bei Verbrauch von Wasser erzeugen. Wasser kann aus einem Vorratsbehälter oder aus der dem Kathodenraum der Brennstoffzelle, wo Wasser als Nebenprodukt entsteht, entnommen werden. In einer weiteren Variante kann z.B. Wasserstoff durch chemische Reaktion von Wasser mit LiAlH4 nach dem Prinzip des Kipp'schen Gasentwicklers erzeugt werden.
  • In einer weiteren speziellen Variante können die in der Brennstoffzelle entstandenen Reaktionsprodukte der Anoden- bzw. der Kathodenreaktion durch ein von außen angelegtes elektrochemisches Potential wieder in das Oxidanz und/oder den Brennstoff zurückverwandelt werden. Z.B. entsteht in einer H2O2/H2O2-Brennstoffzelle auf der Anodenseite Sauerstoff und auf der Kathodenseite Wasser. Der Sauerstoff könnte in einer elektrochemischen Reaktion mit dem parasitären Wasserstoff, der nach dem oben beschriebenen Degussa-Weißensteiner-Verfahren entsteht, wieder Wasserstoffperoxid bilden. Das Wasser der Kathodenseite könnte wieder dem Reaktor mit Schwefelsäure zugeführt werden, um dort erneut Wasserstoffperoxid und Wasserstoff zu bilden.
  • Für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz werden Kohlenstoffpulver-(Vulcan-XC 72R, Cabot)-Katalysatorgemische mit oder ohne Zusatz von Leitfähigkeitszusätzen (z.B. Wolframbronzen) hergestellt und nach den bekannten Sprüh-, Walz- oder Siebdruckverfahren auf eine Perfluorosulfonsäure-modifizierte, ionenleitfähige Membran (z.B. Nafion 115) aufgetragen. Als Katalysatormaterialien kommen hier folgende Verbindungen zum Einsatz:
    • – ggf. durch Schutzgruppen stabilisierte organische Verbindungen der Porphyrine, Phthalocyanine, Tetraazaannulene, Phenylendiamine, Chinone oder deren Gemische mit Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer, Platin, Ruthenium, Rhodium, Iridium oder Palladium als Zentralatom
    • – Verbindungen des Typs MeXW11O39 n– mit Me = Palladium, Niob, Tantal oder Iridium und X = Phosphor, Silizium, Germanium oder Bor
    • – Peroxywolframate des Typs W2O11 2–
    • – polymerisierte Eisen- oder Nickel- oder Cobalt-Salen-Verbindungen
    • – Manganoxid MnOx
    • – Cobaltoxid, z.B. Co3O4 mit oder ohne Zusatz von Pd oder Ru oder Rh oder Ir oder Gemischen bzw. Legierungen dieser Metalle
  • Die Katalysator-Kohlegemische im Massenverhältnis 1:10 bis 10:1 werden mit einem Anteil von 5 bis 50 Volumenprozent zur Herstellung einer Sprühtinte in einer alkoholischen 5–15%-igen Nafionlösung aufgeschlämmt und anschließend auf die Nafionmembran aufgetragen. Die weitere Behandlung erfolgt dann entsprechend den zum Stand der Technik gehörenden MEA-Herstellungsprozessen.
  • Für die die Oxidation von Wasserstoff, Alkohol, Ameisensäure, Aldehyd und dessen Salzen werden Kohlenstoffpulver-(Vulcan-XC 72R, Cabot)-Katalysatorgemische mit oder ohne Zusatz von Leitfähigkeitszusätzen (z.B. Wolframbronzen) hergestellt und nach den bekannten Sprüh-, Walz- oder Siebdruckverfahren auf eine Perfluorosulfonsäure-modifizierte, ionenleitfähige Membran (z.B. Nafion 115) aufgetragen. Als Katalysatormaterialien kommen hier folgende Verbindungen zum Einsatz:
    • – Pd-Ru, Pd-Ir, Pd-Rh
    • – Verbindungen des Typs MeIMeII MeIIIO3 mit MeI = Pd, Rh, Ru, Ti, Ir, Nb, Ta MeII = Ru, Rh, Mo und MeIII = W, Mo, V
    • – Pd/Ru/W2C oder Pd/Sn
    • – TiO2/WO3, TiO2/MoO3, TiO2/ZrO2, Ti/IrTiO2, Ti/RuTiO2 oder Ti/IrRuTiO2
  • Die Katalysator-Kohlegemische im Massenverhältnis 1:10 bis 10:1 werden mit einem Anteil von 5 bis 50 Volumenprozent zur Herstellung einer Sprühtinte in einer alkoholischen 5–15%-igen Nafionlösung aufgeschlämmt und anschließend auf die Nafionmembran aufgetragen. Die weitere Behandlung erfolgt dann entsprechend den zum Stand der Technik gehörenden MEA-Herstellungsprozessen.
  • Für die die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten werden Kohlenstoffpulver-(Vulcan-XC 72R, Cabot)-Katalysatorgemische mit oder ohne Zusatz von Leitfähigkeitszusätzen (z.B. Wolframbronzen) hergestellt und nach den bekannten Sprüh-, Walz- oder Siebdruckverfahren auf eine Perfluorosulfonsäuremodifizierte, ionenleitfähige Membran (z.B. Nafion 115) aufgetragen. Als Katalysatormaterialien kommen hier folgende Verbindungen zum Einsatz:
    • – Derivate des Tetraazaannulen, z.B. Cobalt-Dihydrodibenzotetraazaannulen
    • – Pd/CoMoO4, Ru/CoMoO4 oder Rh/CoMoO4
    • – IrSbO4 oder TiSbO4
    • – Maganoxid MnOx eingesetzt
    • – Mischoxide aus Titan und/oder Ruthenium und/oder Rhodium und/oder Iridium
  • Die Katalysator-Kohlegemische im Massenverhältnis 1:10 bis 10:1 werden mit einem Anteil von 5 bis 50 Volumenprozent zur Herstellung einer Sprühtinte in einer alkoholischen 5–15%-igen Nafionlösung aufgeschlämmt und anschließend auf die Nafionmembran aufgetragen. Die weitere Behandlung erfolgt dann entsprechend den zum Stand der Technik gehörenden MEA-Herstellungsprozessen.
    •
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele mit den dazugehörigen Leistungsparametern beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1: Brennstoffzelle mit Wasserstoffperoxid als Oxidanz und Ameisensäure als Brennstoff
  • 2: Brennstoffzelle mit Wasserstoffperoxid als Oxidanz und mit chemisch oder elektrochemisch erzeugtem Wasserstoff als Brennstoff
  • 3: Aufbau einer Brennstoffzelle
  • Beispiel 1
  • Brennstoffzelle mit Wasserstoffperoxid als Oxidanz und Ameisensäure als Brennstoff:
  • Für die Brennstoffzelle wird zunächst eine MEA (Membrane-Electrode-Assembly) hergestellt. Dazu kommt eine Nafion® 115 Membran 10 (Sigma-Aldrich) als Ausgangsmaterial zur Anwendung. Direkt auf diese Nafion-Membran 10 werden die Anode 9 und die Kathode 16 aufgebracht. Dazu geht man wie folgt vor: Für die Anode 9 stellt man zunächst ein Gemisch aus gleichen Teilen Cobalt-Dihydrodibenzotetraazaannulen, Pd (black) und Ru (black) her. Dieses Gemisch wird im Verhältnis 1:3 mit Kohlepulver Vulcan XC72R (Cabot) sorgfältig vermischt. Anschließend wird 1 Gramm dieses Gemisches mit 30 ml einer alkoholischen 15%-igen Nafionlösung 6 Stunden lang gerührt. Die so entstandene Katalysatortinte wird mit einer Air-Brush-Pistole gleichmäßig auf eine soweit erwärmte Nafion-Membran 10 aufgetragen, dass das alkoholische Lösungsmittel verdampfen kann. Dieser Prozess wird ggf. mehrfach wiederholt, bis eine gleichmäßige 10–30 μm dicke Katalysatorschicht entstanden ist. Auf die Rückseite dieser so entstandenen Halb-MEA wird die Kathode 16 mit der gleichen Technik aufgetragen. Für die Herstellung der Katalysatortinte geht man folgendermaßen vor: Co-Tetramethoxyphenylporphyrin zu gleichen Teilen mit IrSbO4 und mit Kohlepulver Vulcan XC72R (Cabot) in einer Kugelmühle vermahlen. Anschließend wird 1 Gramm dieses Gemisches mit 30 ml einer alkoholischen 15%-igen Nafionlösung 6 Stunden lang gerührt. Die so entstandene Katalysatortinte wird mit einer Air-Brush-Pistole gleichmäßig auf die Rückseite der soweit erwärmten Halb-MEA aufgetragen, dass das alkoholische Lösungsmittel verdampfen kann. Dieser Prozess wird ggf. mehrfach wiederholt, bis eine gleichmäßige 10–30 μm dicke Katalysatorschicht entstanden ist. Die so herge stellte MEA hat eine geometrische Oberfläche von 6,25 cm2.
  • Mit der so hergestellten MEA wird nun ein Brennstoffzellen-Einzeller (1) zusammengebaut. Dazu wird die MEA auf der Anodenseite mit einem hydrophilen Gasdiffusionsgewebe aus Kohle 8 (GDL 10 AA, SGL Carbon) und auf der Kathodenseite mit einem Titannetz 15 bedeckt. Dann folgt auf beiden Seiten eine Dichtung aus einem flexiblen Material (PTFE-Folie) sowie das Flowfield 6 und 13, welches aus Titan gefertigt wird. Das Verhältnis der Flächen Steg zu Kanal 7 und 14 im Flowfield beträgt dabei 1:1. Der so zusammengebaute Einzeller wird nun auf beiden Seiten von jeweils einer Kunststoffendplatte 5 abgeschlossen und durch Schrauben zusammenpresst. In den Kunststoffendplatten sind dabei jeweils 2 einschraubbare Fittings aus PTFE und mit flexiblen Schläuchen enthalten, die die Zufuhr von Brennstoff 1 und Oxidanz 2 bzw. die Abfuhr der Reaktionsprodukte 11 und 12 ermöglichen. Die Endplatten 5 verfügen weiterhin über je eine Durchkontaktierung 3 und 4 zur Abnahme des Stromes. Mit Ausnahme der Schlauchöffnungen ist der Einzeller komplett mit einem wasser- und druckdichten Epoxidharz vergossen.
  • 1 zeigt das Fließschema und den Stofffluß für das Beispiel 1.
  • Brennstoffzelle mit Wasserstoffperoxid als Oxidanz und Ameisensäure als Brennstoff.
  • Für die Zufuhr von 1 mol/l Ameisensäure als Brennstoff und 15%-igem H2O2 als Oxidanz werden beide Stoffe ohne Gasblasen in separate, flexible Vorratsbehälter 17 und 21 gefüllt (Linde), die jeweils mit einem flexiblen Schlauch mit der Brennstoffzelle verbunden sind. Bei der Reaktion in der Brennstoffzelle 19 entstehendes Kohlendioxid an der Anode 9 wird mittels eines Separators 18 über ein Überdruckventil nach außen abgeblasen. Die unverbrauchte Ameisensäure wird in den Vorratstank 17 zurückgeführt. Ebenso wird unverbrauchtes H2O2 im Kathodenraum wieder in den Vorratstank 21 zurückgeleitet. Das überschüssige Wasser, welches im Kathodenraum der Brennstoffzelle 19 entsteht, wird in einem Separator 20 abgetrennt.
  • Bei einer derart aufgebauten Zelle wurde bei 20°C eine Leerlaufspannung von 0,607 Volt erzielt. Die maximal erreichte Stromdichte in dieser Anordnung mit diesem spezifischen Aufbau betrug 67 mA/cm2.
  • In einer weiteren speziellen Ausführung dieses Beispiels wird anstelle des 15%-igen H2O2 in Tank 21 3 mol/l Schwefelsäure in einen Tank 22 gefüllt. Die Schwefelsäure wird dann durch eine elektrochemische Zelle geführt, in der durch Anlegen eines Stromes über die Zwischenstufe H2S2O8 und anschließende Zufuhr von Wasser (z.B. aus dem Separator 20) Wasserstoffperoxid und Wasserstoff entsteht. Das H2O2 wird dann als Ausgangsstoff bzw. Oxidanz in den Vorratstank der Brennstoffzelle 21 überführt. Die Schwefelsäure wird bei diesem Oxidanz-Herstellungs-Prozess nicht verbraucht. Lediglich Wasser wird verbraucht. Dieses Wasser kann zum Teil aus dem Separator 20 entnommen werden, der dem Kathodenraum nachgeschaltet ist. Der an der Kathode 16 durch Eigenzersetzung des Wasserstoffperoxids entstehende parasitäre Sauerstoff kann zusätzlich mit dem Wasserstoff aus der elektrochemischen Herstellung des H2O2 in einer weiteren elektrochemischen Zelle 23 zu weiterem Wasserstoffperoxid umgesetzt werden und dem Vorratstank 21 zugeführt werden.
  • Beispiel 2
  • 2 zeigt das Fließschema und den Stofffluß für das Beispiel 2.
  • Brennstoffzelle mit Wasserstoffperoxid als Oxidanz und mit chemisch oder elektrochemisch erzeugtem Wasserstoff als Brennstoff:
  • Für die Brennstoffzelle 19 wird zunächst eine MEA (Membrane-Electrode-Assembly) hergestellt. Dazu kommt eine Nafion® 115 Membran 10 (Sigma-Aldrich) als Ausgangsmaterial zur Anwendung. Direkt auf diese Nafion-Membran werden die Anode 9 und die Kathode 16 aufgebracht. Dazu geht man wie folgt vor: Für die Anode 9 stellt man zunächst ein Gemisch aus gleichen Teilen WO3, Pd (black) und Ru (black) her. Dieses Gemisch wird im Verhältnis 1:3 mit Kohlepulver Vulcan XC72R (Cabot) sorgfältig vermischt. Anschließend wird 1 Gramm dieses Gemisches mit 30 ml einer alkoholischen 15%-igen Nafionlösung 6 Stunden lang gerührt. Die so entstandene Katalysatortinte wird mit einer Air-Brush-Pistole gleichmäßig auf eine soweit erwärmte Nafion-Membran 10 aufgetragen, dass das alkoholische Lösungsmittel verdampfen kann. Dieser Prozess wird ggf. mehrfach wiederholt, bis eine gleichmäßige 10–30 μm dicke Katalysatorschicht entstanden ist. Auf die Rückseite dieser so entstandenen Halb-MEA wird die Kathode 16 mit der gleichen Technik aufgetragen. Für die Herstellung der Katalysatortinte geht man folgendermaßen vor: 1 Teil Fe-Phthalocyanin mit 2 Teilen IrSbO4 und mit 2 Teilen Koh lepulver Vulcan XC72R (Cabot) in einer Kugelmühle vermahlen. Anschließend wird 1 Gramm dieses Gemisches mit 30 ml einer alkoholischen 15%-igen Nafionlösung 6 Stunden lang gerührt. Die so entstandene Katalysatortinte wird mit einer Air-Brush-Pistole gleichmäßig auf die Rückseite der soweit erwärmten Halb-MEA aufgetragen, dass das alkoholische Lösungsmittel verdampfen kann. Dieser Prozess wird ggf. mehrfach wiederholt, bis eine gleichmäßige 10–30 μm dicke Katalysatorschicht entstanden ist. Die so hergestellte MEA hat eine geometrische Oberfläche von 6,25 cm2.
  • Mit der so hergestellten MEA wird nun ein Brennstoffzellen-Einzeller 19 zusammengebaut. Dazu wird die MEA auf der Anodenseite mit einem hydrophoben Gasdiffusionsgewebe aus Kohle 8(GDL 31 BC, SGL Carbon) und auf der Kathodenseite mit einem Titannetz 15 bedeckt. Dann folgt auf beiden Seiten eine Dichtung aus einem flexiblen Material (PTFE-Folie) sowie das Flowfield 6 und 13 welches aus Titan gefertigt wird. Das Verhältnis der Flächen Steg zu Kanal 7 und 14 im Flowfield 6 und 13 beträgt dabei 1:1. Der so zusammengebaute Einzeller wird nun auf beiden Seiten von jeweils einer Kunststoffendplatte 5 abgeschlossen und durch Schrauben zusammenpresst. In den Kunststoffendplatten 5 sind dabei jeweils 2 einschraubbare Fittings aus PTFE und mit flexiblen Schläuchen enthalten, die die Zufuhr von Brennstoff 1 und Oxidanz 2 bzw. die Abfuhr der Reaktionsprodukte 11 und 12 ermöglichen. Die Endplatten 5 verfügen weiterhin über je eine Durchkontaktierung 3 und 4 zur Abnahme des Stromes. Mit Ausnahme der Schlauchöffnungen ist die Brennstoffzelle komplett mit einem wasser- und druckdichten Epoxidharz vergossen.
  • 3 zeigt das Fließschema und den Stofffluß für das Beispiel 2. Für die Zufuhr von 15%-igem H2O2 als Oxidanz wird dieses zunächst ohne Gasblasen in einen separaten, flexiblen Vorratsbehälter gefüllt 21 (Linde), der mit einem flexiblen Schlauch mit der Brennstoffzelle 19 verbunden ist. Der Wasserstoff als Brennstoff wird durch Zusatz von Wasser aus dem Tank 24 zu LiAlH4 in-situ in einer Kipp'schen Apparatur 25 unter druckneutralen Bedingungen erzeugt. Unverbrauchter wasserstoff wird der Anode in einem Kreislauf erneut zugeführt. Bei der Reaktion in der Brennstoffzelle 19 entstehendes Gas (parasitärer Sauerstoff durch Eigenzersetzung des H2O2 im Kathodenraum) wird über ein Überdruckventil nach außen abgeblasen. Das Wasser, welches im Kathodenraum entsteht, wird in einem Separator 26 abgetrennt. Unverbrauchtes H2O2 wird wieder dem Tank 21 zugeführt.
  • Bei einer derart aufgebauten Zelle wurde bei 20°C eine Leerlaufspannung von 0,860 Volt erzielt. Die maximal erreichte Stromdichte in dieser Anordnung mit diesem spezifischen Aufbau betrug 170 mA/cm2.
  • In einer weiteren speziellen Ausführung dieses Beispiels wird anstelle des 15%-igen H2O2 in Tank 21 3 mol/l Schwefelsäure in einen Tank 27 gefüllt. Die Schwefelsäure wird dann durch eine elektrochemische Zelle geführt, in der durch Anlegen eines Stromes über die Zwischenstufe H2S2O8 und anschließende Zufuhr von Wasser (z.B. aus dem Separator 26) Wasserstoffperoxid und Wasserstoff entsteht. Das H2O2 wird dann als Ausgangsstoff bzw. Oxidanz in den Vorratstank der Brennstoffzelle 21 überführt. Der Wasserstoff dient dagegen als Brennstoff für die anodische Reaktion und wird der Anode ergänzend zugeführt. Die Schwefelsäure wird bei diesem Oxidanz-Herstellungs-Prozess von Brennstoff und Oxidanz nicht verbraucht. Lediglich Wasser wird verbraucht. Dieses Wasser kann zum Teil aus dem Separator 26 oder aus dem Tank 24 entnommen werden.
    • 1
    Zufuhr Brennstoff
    2
    Zufuhr Oxidanz
    3
    Durchkontaktierung zur Stromabnahme Anodenseite
    4
    Durchkontaktierung zur Stromabnahme Kathodenseite
    5
    Kunststoffendplatte
    6
    Flowfield aus Titan
    7
    Flowfieldkanal Anodenseite
    8
    Hydrophiles Gasdiffusionsgewebe aus Kohle
    9
    Anode
    10
    Nafion-Membran
    11
    Abfuhr Reaktionsprodukte Anodenseite
    12
    Abfuhr Reaktionsprodukte Kathodenseite
    13
    Flowfield aus Titan
    14
    Flowfieldkanal Kathodenseite
    15
    Titannetz
    16
    Kathode
    17
    Vorratsbehälter Ameisensäure
    18
    Kohlendioxid-Separator
    19
    Brennstoffzelle
    20
    Wasserseparator
    21
    Vorratsbehälter für wasserstoffperoxid
    22
    Schwefelsäuretank
    23
    Elektrochemische Zelle für H2O2-Erzeugung
    24
    Wassertank
    25
    Kippsche Apparatur zur Herstellung von Wasserstoff
    aus Wasser und Hydrid
    26
    Wasserseparator
    27
    Schwefelsäuretank

Claims (23)

  1. Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz, dadurch gekennzeichnet, dass als Oxidanz eine peroxidhaltige Lösung, insbesondere Wasserstoffperoxid oder wasserlösliche Peroxidsalzlösungen eingesetzt werden, und dass als Brennstoffe Alkohole, Ameisensäure, Aldehyde und deren Salze, Wasserstoffperoxid, peroxidhaltige Flüssigkeiten und Flüssigkeiten, die Wasserstoff chemisch oder elektrochemisch freisetzen können, verwendet werden.
  2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Brennstoff als auch Oxidanz in reiner Form oder in verdünnten Lösungen eingesetzt werden.
  3. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Brennstoff als auch Oxidanz mit pH-Wert verändernden Zusätzen, mit Leitsalzen oder mit Stabilisatoren für Brennstoff und/oder Oxidanz verwendet werden.
  4. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass Brennstoff und Oxidanz als kommerziell erhältliche Flüssigkeiten vor dem Einsatz in Tanks gefüllt werden.
  5. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und/oder das Oxidanz durch chemische oder elektrochemische Reaktion unmit telbar vor dem Einsatz in einem der Brennstoffzelle direkt angegliederten Reaktor erzeugt werden.
  6. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Brennstoffzelle entstandenen Reaktionsprodukte der Brennstoffe durch chemische Reaktion oder durch ein von außen angelegtes elektrochemisches Potential wieder in das Oxidanz und/oder den Brennstoff zurückverwandelt werden können, so dass sie erneut als Brennstoff und/oder Oxidanz einsetzbar sind.
  7. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz metallmodifizierte durch Schutzgruppen stabilisierte organische Verbindungen der Porphyrine, Phthalocyanine, Tetraazaannulene, Phenylendiamine, Chinone oder deren Gemische eingesetzt werden. Als Metalle in den zuvor genannten organischen Verbindungen können Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer, Platin, Ruthenium, Rhodium, Iridium oder Palladium eingesetzt werden.
  8. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz Verbindungen des Typs MeXW11O39 n– mit Me = Palladium, Niob, Tantal oder Iridium und X = Phosphor, Silizium, Germanium oder Bor verwendet werden.
  9. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz Peroxywolframate des Typs W2O11 2– verwendet werden.
  10. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz polymerisierte Eisen- oder Nickel- oder Cobalt-Salen-Verbindungen eingesetzt werden.
  11. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz Manganoxid MnOx verwendet wird.
  12. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz Cobaltoxide mit oder ohne Zusatz von Pd oder Ru oder Rh oder Ir oder Gemischen bzw. Legierungen der Metalle verwendet werden.
  13. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 7–12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Katalysator für die Reduktion des peroxidhaltigen Oxidanz Kohlenstoffpulver oder Kohlenstoffpulver und Leitfähigkeitszusätze beigemischt werden.
  14. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Oxidation von Wasserstoff, Alkohol, Ameisensäure, Aldehyd und dessen Salzen als Katalysator Pd-Ru, Pd-Ir, Pd-Rh eingesetzt wird.
  15. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Oxidation von Wasserstoff, Alkohol, Ameisensäure, Aldehyd und dessen Salzen als Katalysator Verbindungen des Typs MeIMeII MeIIIO3 mit MeI = Pd, Rh, Ru, Ti, Ir, Nb, Ta MeII = Ru, Rh, Mo und MeIII = W, Mo, V verwendet werden.
  16. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Oxidation von Wasserstoff, Alkohol, Ameisensäure, Aldehyd und dessen Salzen als Katalysator Pd/Ru/W2C oder Pd/Sn verwendet werden.
  17. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Oxidation von Wasserstoff, Alkohol, Ameisensäure, Aldehyd und dessen Salzen als Katalysator TiO2/WO3, TiO2/MoO3, TiO2/ZrO2, Ti/IrTiO2, Ti/RuTiO2 oder Ti/IrRuTiO2 verwendet werden.
  18. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten übergangsmetallmodifizierte Derivate des Tetraazaannulen eingesetzt werden.
  19. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten Pd/CoMoO4, Ru/CoMoO4 oder Rh/CoMoO4 eingesetzt wird.
  20. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten IrSbO4 oder TiSbO4 eingesetzt wird.
  21. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten MnOx eingesetzt wird.
  22. Brennstoffzelle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten Mischoxide aus Titan und/oder Ruthenium und/oder Rhodium und/oder Iridium eingesetzt werden.
  23. Brennstoffzelle gemäss den Ansprüchen 14–22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Katalysator für die Oxidation von Wasserstoffperoxid oder peroxidhaltigen Flüssigkeiten Kohlenstoffpulver oder Kohlenstoffpulver und Leitfähigkeitszusätze beigemischt werden.
DE2003124200 2003-05-28 2003-05-28 Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz Ceased DE10324200A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003124200 DE10324200A1 (de) 2003-05-28 2003-05-28 Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003124200 DE10324200A1 (de) 2003-05-28 2003-05-28 Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10324200A1 true DE10324200A1 (de) 2004-12-23

Family

ID=33482243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003124200 Ceased DE10324200A1 (de) 2003-05-28 2003-05-28 Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10324200A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107002A1 (en) * 2004-05-04 2005-11-10 Council Of Scientific And Industrial Research Direct borohydride fuel cells with hydrogen peroxide oxidant
DE102007038052A1 (de) 2007-08-11 2009-02-19 Reinhard Caliebe Speicheranordnung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff und Verfahren zumn Betreiben einer derartigen Speicheranordnung
CN117117274A (zh) * 2023-10-24 2023-11-24 南方科技大学 一种甲酸燃料电池及其制备方法
WO2024110064A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Formic acid energy storage system and relative method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0252559B1 (de) * 1986-07-09 1991-06-12 INTEROX Société Anonyme Verfahren zur Elektrizitätserzeugung in einer Brennstoffzelle und diese Brennstoffzelle
DE19804880A1 (de) * 1998-02-09 1999-08-12 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle mit flüssigem Oxidationsmittel
DE69622747T2 (de) * 1995-12-18 2003-03-13 Ballard Power Systems Inc., Burnaby Vorrichtung zur verringerung des reaktandenübertritts in einer elektrochemischen brennstoffzelle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0252559B1 (de) * 1986-07-09 1991-06-12 INTEROX Société Anonyme Verfahren zur Elektrizitätserzeugung in einer Brennstoffzelle und diese Brennstoffzelle
DE69622747T2 (de) * 1995-12-18 2003-03-13 Ballard Power Systems Inc., Burnaby Vorrichtung zur verringerung des reaktandenübertritts in einer elektrochemischen brennstoffzelle
DE19804880A1 (de) * 1998-02-09 1999-08-12 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle mit flüssigem Oxidationsmittel

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107002A1 (en) * 2004-05-04 2005-11-10 Council Of Scientific And Industrial Research Direct borohydride fuel cells with hydrogen peroxide oxidant
DE102007038052A1 (de) 2007-08-11 2009-02-19 Reinhard Caliebe Speicheranordnung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff und Verfahren zumn Betreiben einer derartigen Speicheranordnung
WO2024110064A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Formic acid energy storage system and relative method
CN117117274A (zh) * 2023-10-24 2023-11-24 南方科技大学 一种甲酸燃料电池及其制备方法
CN117117274B (zh) * 2023-10-24 2024-01-16 南方科技大学 一种甲酸燃料电池及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2851225C2 (de)
US9217202B2 (en) Membrane reactor
EP1194971B1 (de) Brennstoffzellen-system und brennstoffzelle für derartiges system
DE69901386T2 (de) Direkt dimethylether-brennstoffzellen
EP3234225A1 (de) Reduktionsverfahren und elektrolysesystem zur elektrochemischen kohlenstoffdioxid-verwertung
DE102005029563A1 (de) Auf Wasserstoffspeicherung basierendes wiederaufladbares Brennstoffzellensystem und Verfahren
CN112501640B (zh) 一种将硝酸盐废水转化为氨的电池系统
EP1327011B1 (de) Verfahren zur elektrochemischen herstellung von wasserstoffperoxid
KR20200078844A (ko) 재순환 과정을 이용한 전기화학적 암모니아 합성방법
DE102013208119A1 (de) Katalysator für eine brennstoffzelle, elektrode für eine brennstoffzelle, membranelektrodenbaugruppe für eine brennstoffzelle und brennstoffzellensystem, das mit diesen ausgerüstet ist
DE102012222099A1 (de) Verfahren zum Wiederherstellen der Leistung einer Brennstoffzelle
DE102015011964A1 (de) Biobrennstoffzelle und deren Kombination mit einer mikrobiellen Emissionssenke
WO2020212139A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrochemischen nutzung von kohlenstoffdioxid
EP1256142B1 (de) Alkalische direkt-methanol brennstoffzelle
DE10324200A1 (de) Brennstoffzelle mit flüssigem Brennstoff und flüssigem Peroxid als Oxidanz sowie Verfahren zur Herstellung und Regenerierung von Brennstoff und Oxidanz
WO2015049128A1 (de) Edelmetallfreies katalysatorsystem für eine brennstoffzelle
DE102007029168A1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoff und diesen verwendendes Brennstoffzellensystem
CN114540882B (zh) 具有丰富活性位点的金属铋纳米片及其制备方法和应用
DE102019104402B4 (de) Elektrochemischer Reaktor und Verfahren zum Umwandeln von chemischer Reaktionsenergie in elektrische Energie
DE102013105605A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Synthese von Methanol und/oder Methan
DE102006030449A1 (de) Verfahren zum Speichern von Wasserstoff
DE19815455A1 (de) Kombination aus Elektrolyse- und Brennstoffzelle
EP2160780B1 (de) Brennstoffzelle mit katalysator und deren verwendung
WO2020156734A1 (de) Verfahren zur energieeffizienten herstellung von co
DE29823321U1 (de) Kombination aus Elektrolyse- und Brennstoffzelle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection