DE1269215B

DE1269215B - High temperature fuel cells

Info

Publication number: DE1269215B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Gerard Herman Jelke Broers
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1961-08-16
Filing date: 1962-07-25
Publication date: 1968-05-30
Also published as: GB1004345A; NL268288A; BE621395A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
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HOImHOIm

Deutsche KL: 21b-14/01 German KL: 21b -14/01

P 12 69 215.8-45 25. Juli 1962 30. Mai 1968P 12 69 215.8-45 July 25, 1962 May 30, 1968

Die Erfindung betrifft eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle. The invention relates to a high temperature fuel cell.

Derartige Zellen finden Anwendung für galvanische Brennstoffelemente zur Erzeugung elektrischer Energie durch chemische Reaktionen, die sich bei höhen Temperaturen vollziehen und wobei im allgemeinen mehrere Brennstoffzellen in einem Ofen als Reaktionsgefäß angeordnet sind.Such cells are used for galvanic fuel elements for generating electrical energy by chemical reactions that take place at high temperatures and where in general several fuel cells are arranged in a furnace as a reaction vessel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle für Anwendungsfälle zu schaffen, bei denen der Brennstoff durch die Zelle oder Zellen geleitet oder in diesen vorhanden ist und das oxydierende Mittel durch den Ofen geführt oder in diesem außerhalb der Zellen sich befindet oder umgekehrt und wozu die Zellen leicht auswechselbar sein sollen, ferner lange Betriebszeiten aushalten und weder zur Rißbildung neigen, noch für Gase und andere Reaktionsteilnehmer durchlässig werden.The invention is based on the object of a high-temperature fuel cell for applications to create in which the fuel is passed through the cell or cells or is present in them and the oxidizing agent is passed through the furnace or is in this outside of the cells or vice versa and for which the cells should be easily exchangeable, withstand long operating times and neither tend to crack, still become permeable to gases and other reactants.

Eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle nach der Erfindung ist hierfür durch folgende Kombinationsmerkmale gekennzeichnet: For this purpose, a high-temperature fuel cell according to the invention is characterized by the following combination features:

a) Die Zelle besteht aus einem rohrförmigen Elektrolyten, an dessen Innen- und Außenwandung metallische Elektroden angebracht sind, wobei eine Gaszuführung und Gasableitung für den Innenraum des Rohres vorgesehen ist;a) The cell consists of a tubular electrolyte on the inner and outer walls metallic electrodes are attached, with a gas supply and gas discharge for the Interior of the tube is provided;

b) der Elektrolyt besteht aus einem Gemisch aus 40 bis 60 Gewichtsprozent Magnesiumoxydpulver mit einer Teilchengröße von weniger als 3 μ und aus 60 bis 40 Gewichtsprozent eines Alkali- oder Erdalkalikarbonates oder einem Gemisch dieser Karbonate.b) the electrolyte consists of a mixture of 40 to 60 percent by weight magnesium oxide powder with a particle size of less than 3 microns and from 60 to 40 percent by weight of one Alkali or alkaline earth carbonates or a mixture of these carbonates.

Bekannt ist bereits (britische Patentschrift 271581) eine Brennstoffzelle für unter hohen Temperaturen arbeitende Brennstoffelemente, die aus zwei konzentrisch ineinandergesetzten rohrförmigen Elektroden aus porösem Metall besteht, deren zylindrischer Zwischenraum ausgefüllt ist mit einem feuerfesten Material in Form eines gebrannten Rohres als Träger, in welchem der Elektrolyt aufgesaugt ist und der Innenraum dieser Zelle an beiden Seiten offen ist für eine Gaszuführung und Gasableitung.Is already known (British patent specification 271581) a fuel cell for fuel elements operating at high temperatures, consisting of two concentric nested tubular electrodes made of porous metal, whose cylindrical The space in between is filled with a refractory material in the form of a burned pipe as a carrier, in which the electrolyte is absorbed and the interior of this cell is open on both sides for a gas supply and gas discharge.

Bekannt ist ferner (deutsche Patentschrift 367151), als Elektrolyt für Brennstoffelemente ein Gemisch aus unter anderem Magnesiumoxyd in gekörnter oder gepulverter Form und einem Alkali- oder Erdalkalikarbonat zu verwenden. In diesem bekannten Fall geht der Zusatz von Nachteilen und Übelständen aus, wie sie bis dahin bei Elektrolyten auftraten, die bei den erforderlichen Temperaturen dünnflüssig sind und weshalb ein Zusatz an chemisch indifferenten, Hochtemperatur-BrennstoffzellenIt is also known (German Patent 367151), as an electrolyte for fuel elements a mixture of, among other things, magnesium oxide in granular or powdered form and an alkali or alkaline earth carbonate. In this known case the addition is based on disadvantages and inconveniences, as they occurred up to then with electrolytes the required temperatures are thin and why an addition of chemically indifferent, High temperature fuel cells

Anmelder:Applicant:

Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek ten behoeve van Nijverheid, Handel en Verkeer, Den HaagNederlandse Organization voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek ten behoeve van Nijverheid, Handel en Verkeer, The Hague

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt, 6000 Frankfurt, Mittelweg 12Dipl.-Ing. R. Amthor, patent attorney, 6000 Frankfurt, Mittelweg 12

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Gerard Herman Jelke Broers, Alkmaar (Niederlande)Gerard Herman Jelke Broers, Alkmaar (Netherlands)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 16. August 1961 (268 288) -■Netherlands of August 16, 1961 (268 288) - ■

verdickenden Stoffen, wie Magnesiumoxyd, zur Bildung einer plastisch weichen, butterartigen Konsistenz dienen soll. Ein solcher Zustand des Elektrolyten erfordert jedoch besondere Behälter zur Aufnahme dieser breiigen Masse und beschränkt die Anordnung des Brennstoffelementes auf eine entsprechende Lage, weshalb solche Gemische sich für leicht austauschbare Zellen nicht eignen.thickening substances, such as magnesium oxide, to form a plastic, soft, butter-like consistency should serve. However, such a state of the electrolyte requires special containers to hold it this pulpy mass and restricts the arrangement of the fuel element to a corresponding position, therefore such mixtures are not suitable for easily exchangeable cells.

Das erfindungsgemäß zu verwendende Elektrolytgemisch ist bei den Betriebstemperaturen fest und jedenfalls nicht fließend weich und weist vor allem infolge seines hohen Salzgehaltes und des Nichtvorhandenseins einer Matrize aus einem Material mit unter Betriebsbedingungen niedriger bis wesentlich niedrigerer elektrischer Leitfähigkeit eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Unter Betriebsbedingungen ermöglicht eine erfindungsgemäße Zelle eine stetige Stromabnahme bis zu 200 mA/cm² und mehr für eine längere Zeitspanne, ohne daß die Gefahr des Reißens besteht.The electrolyte mixture to be used according to the invention is solid at the operating temperatures and in any case not smoothly soft and has a high electrical conductivity mainly due to its high salt content and the absence of a matrix made of a material with low to significantly lower electrical conductivity under operating conditions. Under operating conditions, a cell according to the invention enables a steady current decrease of up to 200 mA / cm ² and more for a longer period of time without the risk of tearing.

Die Teilchengröße des Magnesiumoxydpulvers im Elektrolytgemisch in einer Größenordnung von unter 3 μ hat die Bedeutung, daß dadurch ein optimaler Leistungsbereich bezüglich elektrischer Leitfähigkeit gewährleistet ist. Wenn nämlich auch bei den Arbeitstemperaturen von üblicherweise zwischen 700 bis etwa 950° C die mechanischen Eigenschaften selbst bei Größenordnungen von 30 μ und darüber auch gut sein mögen, so hat sich gezeigt, daß mit Zu-The particle size of the magnesium oxide powder in the electrolyte mixture is of the order of below 3 μ means that this results in an optimal power range in terms of electrical conductivity is guaranteed. If namely also at the working temperatures of usually between 700 to about 950 ° C the mechanical properties even at sizes of 30 μ and above may also be good, it has been shown that with

809 557/173809 557/173

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nähme der Teilchengröße die elektrische Leitfähig- Innenelektrode. Eine Innenelektrode in Form eines keit abnimmt und bei Teilchengrößen unterhalb 3 μ Pulvers, das zweckmäßig in möglichst dünner optimale Verhältnisse sowohl hinsichtlich elektrischer Schicht auf einem Metalldrahtgeflecht angeheftet ist, Leitfähigkeit wie auch mechanischer Eigenschaften ergibt ein wünschenswert niedriges Konzentrationsvorliegen. 5 potential.would take the electrically conductive inner electrode from the particle size. An inner electrode in the form of a speed decreases and with particle sizes below 3 μ powder, it is expedient to use thinner as possible optimal conditions both with regard to the electrical layer are attached to a metal wire mesh, Conductivity as well as mechanical properties result in a desirably low concentration presence. 5 potential.

Vorzugsweise geht man sogar mit der Teilchen- Derartige Elektrodenpulver sind als solche aus derPreferably, one even goes with the particle- Such electrode powders are as such from the

größe auf 1μ oder darunter, weil hierdurch noch USA.-Patentschrift 2 980749 bekannt, jedoch ist bessere Ergebnisse erzielt werden. hierbei vorgesehen, daß das Pulver auf der Elek-size to 1μ or below, because this is still known, but is US Pat. No. 2,980749 better results can be achieved. provided that the powder on the elec-

Nach der älteren Patentanmeldung N 19817 trolytenoberfläche haftet und mit der Metallgaze, die VIb/21b (deutsche Auslegeschrift 1180 014) ist io als Kontaktorgan dient, bedeckt wird, schließlich ein galvanisches Brennstoffelement zum Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungs-According to the older patent application N 19817 trolyte surface adheres and with the metal gauze that VIb / 21b (German Auslegeschrift 1180 014) is io serves as a contact organ, is covered, Finally, a galvanic fuel element for According to a further, preferred embodiment

Umsetzen von Gasen in Form eines bei und unter- form kann die Innenelektrode von einem Stützorgan, halb der Arbeitstemperatur formfesten Körpers vor- das ein ungehindertes Durchströmen des Oxydationsgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der oder Reduktionsgases durch den Innenraum der Elektrolyt aus einer Mischung von 40 bis 40 % 15 Brennstoffzelle erlaubt, abgestützt sein. Hierzu kann Magnesiumoxydpulver mit einer Teilchengröße von man eine Schraubenfeder vom gleichen Durohmesser weniger als 3 μ und 60 bis 40% eines Alkali- oder wie dem des Kanals der Zelle verwenden; ein solches Erdalkalikarbonates oder einem Gemisch dieser aus Metall gefertigtes Organ kann elektrisch an die Karbonate besteht. Zuführungs- und Abführungsrohre des Gases an-The internal electrode can be converted by a supporting organ, half of the working temperature stable body before an unhindered flow of the oxidation beaten, which is characterized in that the or reducing gas through the interior of the Electrolyte from a mixture of 40 to 40% 15 fuel cell allowed to be supported. Can do this Magnesium oxide powder with a particle size of one a coil spring of the same durometer use less than 3μ and 60 to 40% of an alkali or like that of the cell's channel; such a Alkaline earth carbonate or a mixture of these metal-made organ can be electrically connected to the Carbonates. Supply and discharge pipes for the gas

In diesem Fall handelt es sich um ein Element, ao geschlossen sein.In this case it is an element that is ao closed.

dessen Zellensystem zwei Gruppen von Kanälen für Ferner kann in dem Kanal ein Stützorgan vor-whose cell system has two groups of channels for Furthermore, a supporting organ can be provided in the channel

das Brennstoffgas umfaßt und für das oxydierende gesehen sein, das ein Durchbiegen der Zelle unter Mittel vorgesehen sind, an deren Wänden sich die ihrem Eigengewicht verhütet und etwa die Form eines Elektroden befinden, was zu einem kompakten Zellen- Rohres hat, das im Bereich zwischen den Gasleitungssystem für eine Brennstoffbatterie führt. 25 rohren porös ist und so den Kontakt zwischen Gas Die vorliegende Erfindung dagegen betrifft, bei und der Elektrode ermöglicht. Die beiden Enden einer zwar gleichen Zusammensetzung des Elektro- eines derartigen Stützrohres kann man auch in die lytmaterials, eine Bauart mit separaten Zellen, die beiderseits in den Zellenkanal einführenden und insbesondere bei der genannten Zusammensetzung dicht anliegenden Enden der Gaszuführungs- und des festen Elektrolyten sich als besser geeignet er- 30 -abführungsleitungen einfügen. Wenn man nach einer wiesen hat, d. h. für einzelne Zellen, die zu mehreren bevorzugten Ausführungsform diese Enden des Stützin einem gasdichten Raum (Ofen) angeordnet und rohres in den Enden der Leitungen teleskopartig vermit dem einen der beiden Gase von außen umspült schlieblich anordnet, so erhält man dadurch ein gewerden, wisses Spiel zwischen den inneren Teilen der Zelle Verwendet man, worauf weiter unten noch ein- 35 und den damit verbundenen Gasleitungen, wodurch gegangen wird, ein Metallpulver als Material für die sich kleine Unregelmäßigkeiten in der Temperaturinnere Elektrode, so besteht ein weiterer und ent- verteilung über die ganze Länge des Elementes wähscheidender Grund, die Teilchengröße des Magne- rend des Betriebs ausgleichen und eine Veranlassung siumoxydes nicht auf über 3 μ ansteigen zu lassen, zum Reißen als Folge ungleicher Ausdehnungsund zwar insofern, als die Teilchengröße des Elek- 40 koeffizienten der verbundenen Teile aus verschiedetrodenpulvers größer sein muß als die des Magne- nen Materialien ausgeschaltet wird, siumoxydes, wenn man eine Überflutung der Elek- Statt eines Stützrohres hat sich auch als vorteilhaft trode durch den Elektrolyten vermeiden will. Ein ein steifes Stützorgan erwiesen, das hauptsächlich aus solches Überfluten würde eine nur geringe elektro- radialen, achsenparallelen Stegen besteht, die jeweils chemische Leistung der Zelle zur Folge haben. 45 die Innenelektrode linienförmig in Längsrichtung Weiterhin hat sich erwiesen, daß eine Erhöhung der stützen und das ebenfalls, wie oben erwähnt, in den Teilchengröße dadurch eine bestimmte Größe findet, Leitungsenden teleskopisch versChieblich angeordnet daß infolge einer stärkeren Verkleinerung der Kon- ist. Der Vorteil besteht darin, daß das Stützorgan taktoberflächen von Elektrodenpulver, Elektrolyt und zwar steif ist, aber dem durchziehenden Gasstrom in Gas einemerkliche Verringerung an elektrochemischer 50 der Zelle nur geringen Strömungswiderstand bietet. Leistung der Zelle erhalten wird. Eine Ausführungsform mit pulverförmiger Innen-Das Elektrolytgemisch kann man nach Erhitzen elektrode läßt sich dadurch herstellen, daß eine Eleküber seinen Schmelzpunkt jedoch unterhalb Tem- trodenpulverschicht auf eine zylindrische, gasdurchperaturen, bei denen eine oder mehrere seiner Korn- lässige Wandung eines Rohres mit gasdichten Enden p'onenten sich zersetzen würden, in den Raum 55 angeheftet wird, worauf der Elektrolyt, mit einer zwischen zwei konzentrischen Elektrodenrohren aus durch Erhitzen des Elektrolytmassegemisches erporösem, gesintertem Metallpulver einpressen oder haltenen plastischen oder halbfesten Konsistenz einspritzen. rundum auf das zylindrische Rohr aufgetragen wird, Wenn man als Elektrolyt ein Salzgemisch ver- und man nach Abkühlen des Elektrolyten eine wendet, so wählt man vorzugsweise ein eutektisches 60 Außenelektrode auf den Elektrolyten anbringt. Als Gemisch. Als solches haben sich Mischungen aus gasdurchlässige Rohre kommen unter anderem ge-Na₂CO₃ und K₂CO₃ oder aus Na₂CO₃ und Li₂CO₃ lochte Metallrohre, Drahtgeflechtrohre oder durch oder LiNaCO₃ als sehr befriedigend erwiesen. Sintern von Metallpulvern erhaltene steife Rohre in Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann Betracht.The fuel gas includes and be seen for the oxidizing, the bending of the cell are provided under means, on the walls of which their own weight is prevented and approximately in the form of an electrode, which has a compact cell tube that has in the area between the Leads gas line system for a fuel battery. 25 tubes is porous and thus allows the contact between gas. The present invention, however, relates to and enables the electrode. The two ends of the same composition of the electrode of such a support tube can also be used in the lytmaterials, a type with separate cells, the ends of the gas supply and solid electrolytes that lead into the cell channel on both sides and, in particular with the composition mentioned, are tightly fitting It is more suitable to insert 30 -discharge lines. If one has pointed to one, ie for individual cells, which for several preferred embodiments these ends of the support are arranged in a gas-tight space (furnace) and tubes in the ends of the lines telescopically arranged around one of the two gases from the outside, so receives This creates a certain amount of play between the inner parts of the cell. If one uses, as will be explained below, a metal powder as the material for the small irregularities in the inner temperature electrode, and the gas lines connected to it, there is a Another reason, which is decisive for distribution over the entire length of the element, is to compensate for the particle size of the Magnerend of operation and to prevent the sium oxide from rising above 3 μ, to crack as a result of unequal expansion, insofar as the particle size of the Electr - 40 coefficients of the connected parts made of different electrode powder must be greater When that of the magnetic materials is switched off, sium oxide, if one wishes to avoid flooding of the electrolyte instead of a support tube has also proven to be advantageous. A stiff supporting organ has been shown, which mainly consists of such flooding, and only small electro-radial, axially parallel webs, each of which results in chemical performance of the cell. 45 the inner electrode linearly in the longitudinal direction. Furthermore, it has been shown that an increase in the supports and, as mentioned above, also finds a certain size in the particle size as a result of the line ends being arranged telescopically displaceably that, as a result of a greater reduction in size, the con is. The advantage lies in the fact that the contact surface of the electrode powder and electrolyte is stiff, but only offers a noticeable reduction in the electrochemical resistance of the cell to the gas flow through it. Performance of the cell is obtained. An embodiment with powdery inner The electrolyte mixture can be produced after heating the electrode by applying an electrode above its melting point but below the temperature of the electrode powder to a cylindrical gas permeation at which one or more of its granular walls of a tube with gas-tight ends p 'onenten would decompose, is attached to the space 55, whereupon the electrolyte is injected with a plastic or semi-solid consistency that is maintained between two concentric electrode tubes made of porous, sintered metal powder by heating the electrolyte mass mixture. is applied all around the cylindrical tube. If a salt mixture is used as the electrolyte and one is used after the electrolyte has cooled down, it is preferable to choose a eutectic outer electrode which is attached to the electrolyte. As a mixture. As such, mixtures of gas-permeable pipes, including ge-Na ₂ CO ₃ and K ₂ CO _3, or of Na ₂ CO ₃ and Li ₂ CO _3, perforated metal pipes, wire mesh pipes or through or LiNaCO _{3 have} proven to be very satisfactory. According to one embodiment of the invention, rigid tubes obtained from sintering metal powders can be considered.

die innere oder die äußere Elektrode der Zelle auch 65 Die gasdurchlässige Wandung stellt man zweckaus einem in bekannter Weise auf einem Metalldraht- mäßig so her, daß man zwei Rohrstücke, die die Gasgeflecht aufgebrachten Pulver bestehen, z.B. porösem, zuführung und -abführung der Zelle ergeben sollen, gesintertem Metallpulver, wie Nickelpulver für die gleichachsig so hält, daß sie einen bestimmten Ab-the inner or the outer electrode of the cell also 65 The gas-permeable wall is expediently exhibited one in a known manner on a metal wire in such a way that one has two pieces of pipe that form the gas braid applied powder, e.g. porous, should result in feed and discharge of the cell, sintered metal powder, such as nickel powder for the equiaxed so that it holds a certain distance

stand voneinander haben, dann eine metallene Schraubenfeder, deren Enden in die Rohrstücke hineinragen und die ungefähr gleichen Durchmesser wie die Rohrstücke hat, anbringt und dann Metallgaze um die genannte Schraubenfeder herumlegt.stood apart, then a metal coil spring, the ends of which protrude into the pipe sections and has about the same diameter as the pipe pieces, attaches and then metal gauze around said coil spring.

Anschließend soll man sich nicht darauf beschränken, die Elektroden und die Elektrolytmasse in das zunächst geschaffene Gebilde einzubringen, weil dann die Gefahr einer Verschlechterung der Zelle während des Betriebes oder unter den Betriebsbedingungen besteht, sondern noch ein obenerwähntes Stützorgan in die Schraubenfeder einzubringen. Die Anordnung von Stützorganen ist an sich bereits bekannt.Subsequently, one should not limit oneself to the electrodes and the electrolyte mass to be brought into the structure initially created, because then the risk of deterioration of the Cell exists during operation or under the operating conditions, but another one mentioned above Bring support member into the coil spring. The arrangement of supporting organs is already in itself known.

Als Mittel für einwandfreies Haften des Elektrodenpulvers auf seinem Stützorgan kann man Wasserglas verwenden. Das Auftragen der Elektrolytmasse auf das Gebilde erfolgt entweder in deren geschmolzenem oder halbfestem Zustand in einer oder mehreren Schichten. soWater glass can be used as a means for proper adhesion of the electrode powder to its supporting organ use. The electrolyte mass is applied to the structure either in its molten state or semi-solid state in one or more layers. so

Auch ein Aufbringen durch Spritzen, Flammenspritzen oder Pressen ist möglich. Die Zeichnungen zeigen folgende Ausführungsbeispiele. Es zeigtApplication by spraying, flame spraying or pressing is also possible. The painting show the following embodiments. It shows

Fig. 1 eine Brennstoffzelle mit gesinterten, rohrförmigen Elektroden, F i g. 2 eine Zelle mit pulverförmigen Elektroden, F i g. 3 eine Zelle ohne Außenelektrode und mit einer Innenelektrode, die durch eine Schraubenfeder abgestützt ist und ein teleskopisch in die Gasleitungen hineinpassendes Abstützrohr aufweist,Fig. 1 shows a fuel cell with sintered, tubular Electrodes, FIG. 2 shows a cell with electrodes in powder form, FIG. 3 a cell without an outer electrode and with an inner electrode which is supported by a helical spring and a telescopic one in the gas pipes has supporting tube that fits into it,

Fig. 4 eine Zelle ohne Außenelektrode und mit einem Stützorgan mit radial nach außen gerichteten Längsrippen,4 shows a cell without an external electrode and with a supporting member with a radially outwardly directed Longitudinal ribs,

F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,F i g. 5 shows a cross section along the line V-V in FIG. 4,

Fig. 6 einen Ofen mit zwei eingebauten Brennstoffzellen. 6 shows a furnace with two built-in fuel cells.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. The same parts are denoted by the same reference numerals.

In der Fig. 1 ist der Innenraum der Zelle mit 1 bezeichnet; 2 ist die Außenelektrode; mit den Gasleitungen 5 ist die innere Elektrode 3 verbunden; 4 ist der Elektrolyt.In FIG. 1, the interior of the cell is indicated by 1 designated; 2 is the outer electrode; the inner electrode 3 is connected to the gas lines 5; 4 is the electrolyte.

In diesem Beispiel bestehen die Elektroden 2, 3 aus gesinterten, porösen Rohren aus Nickelpulver, über die Klemmen 10 und 11 kann der erregte elektrische Strom abgenommen werden.In this example the electrodes 2, 3 consist of sintered, porous tubes made of nickel powder, The excited electrical current can be tapped via terminals 10 and 11.

In der F i g. 2 bestehen die Elektroden 6 und 7 aus Metallpulverkörnern, die bei der üblichen Arbeitstemperatur der Zelle oder einer etwas höheren Tem- peratur gesintert werden, bevor sie auf die Elemente aufgebracht werden, bis sie eine Korngröße erreichen, die sich in der Zelle während des Betriebes nicht viel mehr ändert.In FIG. 2, the electrodes 6 and 7 consist of metal powder grains, which at the normal working temperature of the cell or a slightly higher temperature temperature before they are applied to the elements until they reach a grain size, which does not change much in the cell during operation.

Die Körner der Elektroden 6, 7 sind unmittelbar auf dem Elektrolyten oder auf den Metallgazen 8, 9 befestigt (als Haftmittel genügt etwas Wasserglas), wobei die Metallgazen 8, 9 zum Abnehmen des Stromes von den Elektroden 6, 7 dienen. Die Gaze ist mittels einer der Gasleitungen 5 elektrisch mit der Klemme 11 verbunden.The grains of the electrodes 6, 7 are directly on the electrolyte or on the metal gauzes 8, 9 attached (a little water glass is sufficient as an adhesive), the metal gauzes 8, 9 to remove the Current from the electrodes 6, 7 are used. The gauze is electrically connected to the by means of one of the gas lines 5 Terminal 11 connected.

F i g. 3 zeigt eine Zelle (ohne Außenelektrode), die durch Spritzgießen, Flammenspritzen oder durch Pressen des Elektrolyten oder durch Aufbringen desselben auf das Rohr in plastischen oder halbfesten Schichten erhalten ist.F i g. Fig. 3 shows a cell (without an outer electrode) made by injection molding, flame spraying or by Pressing the electrolyte or by applying it to the tube in plastic or semi-solid Layers is preserved.

Nach dieser Darstellung wird die innere Gaze 9 mittels einer Schraubenfeder 12, die mit den Gasleitungen S verbunden ist, abgestützt. Das Stützrohr verhütet dadurch das Auftreten von Schrumpfrissen während des Fertigstellens der Zelle, daß die Endteile der Leitungen 5 teleskopisch über das Stützrohr 13 passen, das zugleich die Endteile der Leitungen 5 zentriert. Man kann das Stützrohr 13 auch im fertiggestellten Element belassen; in diesem Fall kann man die Gasleitungen 5 gasdicht auf dem Stützrohr 13 befestigen, die Wandung dieses Rohres muß dann aber, soweit die Feder 12 reicht, gasdurchlässig sein.According to this illustration, the inner gauze 9 is made by means of a helical spring 12 connected to the gas lines S is connected, supported. The support tube thereby prevents the occurrence of shrinkage cracks during the completion of the cell that the end portions of the conduits 5 telescopically over the support tube 13 fit, which at the same time centers the end parts of the lines 5. You can also use the support tube 13 left in the finished element; In this case, the gas lines 5 can be gas-tight on the support tube 13, the wall of this tube must then, as far as the spring 12 extends, gas-permeable be.

Nach den Fig. 4 und 5 ist das Stützorgan 13 ein Sternprofil mit drei radial in gleichem Abstand nach außen gerichteten Stegen 22 und losen, rohrförmigen Endteilen 14. Hier sind die Gasleitungen 5 mit einer Schweißnaht 15,16 an den Endteilen 14 befestigt.According to FIGS. 4 and 5, the support member 13 is a star profile with three radially equidistant from one another outwardly directed webs 22 and loose, tubular end parts 14. Here are the gas lines 5 with a Welded seam 15, 16 attached to the end parts 14.

F i g. 6 zeigt ein Schema des Ofens 19 mit einigen eingebauten Zellen 20. Der Ofen 19 hat einen Gaseinlaß 17 und einen Gasauslaß 18. Die Elemente sind sowohl elektrisch wie hinsichtlich ihres Gasflusses parallel geschaltet.F i g. Figure 6 shows a schematic of the oven 19 with some built-in cells 20. The oven 19 has a gas inlet 17 and a gas outlet 18. The elements are both electrical and gas flow connected in parallel.

Claims

Patent claims:

1. High temperature fuel cell, labeled by combining the following features:

a) The cell consists of a tubular electrolyte on the inner and outer walls metallic electrodes are attached, with "a gas supply and gas discharge is provided for the interior of the pipe;

b) the electrolyte consists of a mixture of 40 to 60 percent by weight magnesium oxide powder with a particle size of less than 3 μ and from 60 to 40 percent by weight an alkali or alkaline earth carbonate or a mixture of these carbonates.

2. High-temperature fuel cell according to claim 1, characterized in that the particle size of the magnesium oxide powder is at most 0.1 μ.

3. High-temperature fuel cell according to claims 1 and / or 2, characterized in that that the mixture is an almost eutectic mixture.

4. High-temperature fuel cell according to claim 1, characterized in that the inner and / or outer electrode from one in a known manner from one to a metal wire mesh applied metal powder.

5. High-temperature fuel cell according to claim 1, characterized in that the inner electrode is supported in a known manner by a support member that allows the free passage of the gas granted through the channel of the basic element.

6. High-temperature fuel cell according to claim 5, characterized in that the support member in a known manner is a helical spring, the diameter of which is approximately that of the channel is equal to.

7. High-temperature fuel cell according to claim 5, characterized in that the support member is a porous tube in a known manner.

8. High-temperature fuel cell according to claim 5, characterized in that the support

organ has a plurality of radially outwardly projecting webs (22) which the inner electrode in the longitudinal direction Support along one line each.

9. High-temperature fuel cell according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that the ends of the support member in the ends of the gas supply and discharge

approximately lines, which rest against the channel of the fuel cell, can be moved telescopically.

Documents considered: German Patent No. 367151; French Patent No. 1236 824; British Patent No. 271581.

1 sheet of drawings