DE1471766A1 - Wartungsfreier elektrischer Sammler - Google Patents

Wartungsfreier elektrischer Sammler

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DE1471766A1
DE1471766A1 DE19641471766 DE1471766A DE1471766A1 DE 1471766 A1 DE1471766 A1 DE 1471766A1 DE 19641471766 DE19641471766 DE 19641471766 DE 1471766 A DE1471766 A DE 1471766A DE 1471766 A1 DE1471766 A1 DE 1471766A1
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Description

Patent- und- »«.«,«l^»««
y«aberilfB»Anmeldung
R OBERT BOSC H QMBH, Stuttgart W, Breitaoneidetraße Wartungsfreier elektrischer Sammler
Die Erfindung betrifft einen wartungsfreien elektrischen Sammler» der einen in Wasser gelüsten Elektrolyten, weltgehend fremdstoff reie aktive Nassen, bzw. Oittermetalle, sowie oberhalb der Elektrodenplatten angeordnete Absorptionsmittel zur Bindung der bei Stromdurohgang gegebenenfalls freiwerdenden Oase enthält.
909804/0803
Robert ßosoh OmbH R.-Nr. 8262
Stuttgart 1^.9ol96^ Eb/Ep
Die bisher bekannten Sammler dieser Art mit saurom, oder auch alkalischem Elektrolyten bezwecken die hauptsächlich infolg© von überladung auftretende Zersetzung des Elektrolyten reversibel zu machen und mindestens einen Teil der aus dem Wasser elektrolytisch erzeugten Oase Sauerstoff, bzw. Wasserstoff wieder zu Wasser zu rekombinieren. Bekannt sind Mittel zur katalytisohen Rekombination beider Gasaorten, soweit diese in stöohiometrisch äquivalenten Mengen anfallen, Mittel zur Unterdrückung der einen oder der anderen Oassorte durch entsprachende Bemessung der polaren Kapazitäten eines Sammlers, aowie gasaufzehrende Hilfselektrode!*, die jedoch nur geringe Potentiale aufweisen und insbesondere auf der Wasserstoffseite erhebliche Nachteile bringen, da edelmetallhaltige Hilfa° elektroden in Verbindung mit den Plusplatten Lokalelamente bilden und somit die durch Selbsteatladung eines Sammlers entstehinde zusätzliche Wasserstoffentwioklung noch vermehren. Schließlich muß in allen Fällen auch dafür gesorgt »ein, daß Überschüssige Gase, meist Wasserstoff, aus deii Zellenraum entweichen können. Deshalb ist es bisher nicht möglich gewesen, wirklich gasdichte Sammler herzustellen oder solche, die auch neon längerer Betriebszeit keiner Auffüllung mit Wafsner bedürfen.
Ein wartungsfreier Sammler, der diese Nachteile weitgehend vermeidet und avferder Gasrelcoinbination auch noch ein brauchbares Hilfapotential zur Bestimmung des Ladezustandes, baw. zur Steuerung einer Lade-Stromquelle aufweist, ergibt sich geinKß der Erfindung dadurch, daß als Gasabsorptlonsmittel eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoff» zelle oberhalb der Slektrodenplatten angeordnet ist, die sowohl zur Bindung der bei der elektrochemischen Zersetzung des wässerigen Elektrolyten freiwerdenden Gase dient« als auch zur Erzeugung eines von der Klemmenspannung des Sammlers unabhängigen Hilf spot ent ials. j Dazu eignen sich für Sammler mit saurem Elektrolyten vorzugsweise \ Brennstoffzellen mit Ionenaustauschermembran als Elektrolyt und
909804/080? BAD 0RIG'NAt
Robert Bosch GmbH R.-Nr. 8ί!62-
Stuttgart 14,9.Ι96Α Eb/Ep
fUr alkalische Sammler solohe Brennstoffsellen, die die gleiche Elektrolytsorte haben und diesen beispielsweise kapillar aus dem Sainmlerraum zu ergänzen vermögen.
In der Zeichnung Kind zwei Ausführungebeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, es zeigen:
Fig. 1 einen gasdichten Bleiaammler Im Schnitt und
Fig. 2 einen Schnitt senkrecht zu Fig. 1 nach Linie H-II4 sowie
Fig. 3 eina fUr Bleisammler gedachte, austauschbare Brennstoffzelle.
Der einzellige Bleisammler 1 nach Fig. 1 hat einen gasdicht auf den Behälter 2 aufgesetzten Deckel 3, der gleichfalls gasdicht um die Polköpfe 4 und 5 des Sammlers/ sowie um die Anschlußpole und 7 einer Brennstoffzelle 8 herumgeformt ist. Zur Verankerung der genannten Teile dienen entsprechende RingwUlste 4', 5(!, 6* und 79, während die Über Polver-blnderbrUoken 9 mit ihren jeweiligen Polköpfen 4 und 5 in Verbindung stehenden negativen Elektrodenplatten 10« bzw. positiven Elektrodenplatten 11 auf Stutzrippen am Boden des Behälters 2 aufsitzen. Jede der drei negativen Slektrodenplatten 10 und der zwei positiven Elektrodenplatten 11 ist in eine mikroporöse, aber weitgehend gasundurchlässige Hülltasche 13 eingebettet, dio zugleich einmal als Separator wirkt und zum andern die aus den Plattenoberflächen austretenden Oasbläschen auffängt und jeweils duroh eine oberhalb der Platten 10 und 11 angeordnete Austrittsöffnung 14 in den für das betreffende Qas vorgesehenen Raumabsohnitt entweichen IUQt.
Durch die Öffnungen 14, die als RingwUlste der Hülltaschen ausgebildet und jeweils an der höchsten Stelle der an ihren Oberkanten
BAD OR1G»NAL
Q Π (1 O Π / /rtrtnn Robert Boeoh OmbH R.-Nr. 6262 Stuttgart ΙΛ.9.196^ Eb/Ep
geneigten Elektrodenplatten 10 und 11 festepannend anliegen, kann in Richtung der in Flg. 1 eingezeichneten pfeile der Sauerstoff, bzw. der Wasserstoff in getrennte Rautnabsohnltte entweichen. Die Brennstoffzelle 8 kann auf diese Weise optimal arbeiten. Ihr Elektrolyt 1st gleichfalls wie der des Samnlers 1 verdünnte Schwefelsäure und wird durch einen porösen Kunststoffsohaumkurper 15 fest-. gehalten, sowie gegebenenfalls kapillar aus dem Elektrolytrauia des Sammlers ergänzt. Als Brennstoffelektroden dienen zweischichtige mit Palladium, bzw. Platin aktivierte Kohlepulverelektroden 17, bzw. 18, die sammlerseitlg mit einer sehr wenig porösen Keramikplatte 19 zusammengehalten werden, welche sugleioh der elektrischen Trennung beider Zelleneysteme dient und nur dafür zu sorgen r hat, daS der Sohaumkttrper 13 der Brennstoffzelle 8 nloht austrooknenv kann. Die Brennstoffzelle 8, deren Wasserstoffelektrode 17 in Flg. 2 in Draufsicht, zu sehen 1st, teilt unmittelbar den Zellenraum oberhalb der Elektrodenplatten 10 und 11, senkrecht zu diesen angeordnet, in zwei getrennte Raumabsohnitte auf.
Zur Inbetriebnahme wird der Behälter 2 mit Elektrolyt aufgefüllt und dann der Deckel 3 fest und flUssigkeitrfdloht aufgesetzt. Die Anschlufipole 6 und 7 der Brennstoffzelle zeigen mit beginnender Oasentwioklung ein Potential, das beispielsweise zur Entnahme eines Steuerstromes für eine nloht dargestellte Ladeeinrichtung verwendet werden kann. Damit die Brennstoffzelle in der vorgesehenen Welse zur Qasrekomblnatlon wirksam arbeiten kann, 1st auf jeden Fall ein Stromverbrauoher an deren Anaohlußpole 6 und 7 anzuschließen. Der sich beim Betrieb des Sammlers einstellende Elektrolytpegel 20 1st vom Qlelohgewlehtszustand der im Sammler entwickelten, bzw. von dessen Brennstoff zeile 8 verbrauchten Oase abhängig. Um das Entstehen eines Uberdruokes zu vermelden, darf
BAD 0RJGJN4JL _ ■ 909804/080 3
Robert Boeoh Ombtf R.-Nr. 8262
Stuttgart 14.9.1964 Eb/Ep
der Sammler anfange nioht vollständig mit Elektrolyt aufgefüllt werden. Sine geringe Menge Luft sohadet dabei nicht, da sich der Stickstoff nioht mehr erneuert und ohne weiteres von den Brennstoffelektroden 17 und 18 mit aufgenommen werden kann.
In Fig. 3 ist als vereinfachtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung eine mit einem Schraubgewinde 28 versehene Brennstoffzelle 21 dargestellt, die anstelle eines Batteriestöpsels in eine Bleibatterie üblicher Bauart eingeschraubt werden kann. Die Brennstoffzelle 21 arbeitet zusammen mit dem Sauerstoff der Auflenluft wie folgt»
Über eine poröse Sohutisohelber aus "Teflon" tritt Sauerstoff aus der Atmosphäre iu einer mit Platin aktivierten Kohlepulverscheibe 25, dia als Anode dient und unmittelbar auf einer Ionenaustauschermembran 26 als Elektrolyten aufliegt. Bowie aus dem nicht dargestellten Samwlerraura Wasserstoffgaa an die Wasserstoffelektrode 2? aus mit Palladium aktiviertem Kohlepulvsr tritt, entsteht 3Nisehen den Kleamn 22 und 23 ein Hilfspotential. ttater Sbroinabgabe verwandelt dia 'Bronnstoffzolle den gs>i?i"drmigen Wasserstoff unit Hilfe das Luft Sauerstoffes in Wa3ser, den in Cen Sammlervaurr» zurUolctropft. Der Vortöil dieser Anordnung boateht da^in, ua3 3töchiometrisch ungleiche Gasmengen ohr'.a jeden ElektrolytvarluEt verarbeitet werdexij, weIX di@ Brennatoffisello Sl auf jeden lull für sins Ruokliaftrung des aus dar Batterie satstammenden Wasserstoffes sorgt» wHhrand di® erforderlieha Sauerstoffmenge
ausschlisSlioh der Atmosphäre entnommen wird oder auch, die betreffende Batterie S&uerstoffgas erzeugt, und dieses gegebenenfalls den B?»tteri3rauni verlassen hat, der verloren gegangene Sauerstoff auf dl®se Weise wieder ergänzt wird*
909904/0803 A
Robert Bosch OmbH R.-Nr. 8262 Stuttgart 14.9.1964 Bb/Ep
Bei alkalischen Sammlern nimmt man zweokmäfilg nioht nur den gleichalkalischen Elektrolyten auch für die Brennstoffzelle, sondern auch vorzugsweise Niokelsinterelektroden als Brennstoffkatalysato: Im übrigen wird man zweckmäßig die bewährten Mittel zur Einstellung der günstigsten Mengenanteil· der zu entwickelnden Gase auch bei Anwendung der vorliegenden Erfindung mit einsetzen.
ORIGINAL

Claims (5)

  1. Robert Boaoh OrnbH R.-Hr. 8262
    Stuttgart 14.9.1964 Eb/Ep
    Anaprflohe
    f.J Wartungsfreier elektrischer Sammler« der einen in Wasser gelüsten Elektrolyten» weitgehend fremdetoffreie aktive Massen» bzw. Oittennetalie, sowie oberhalb der Blektrodenplatten angeordnete Absorptionsmittel zur Bindung der bei Stromdurohgaag gegebenenfalls freiwerdenden- Oase enthält» dadurch gekennzeichnet, daß als (^absorptionsmittel eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle oberhalb der Elektrodenplatten angeordnet 1st» die sowohl zur Bindung der bei der elektrochemischen Zersetzung des Elektrolyten freiwerdenden Oase dient» als auoh zur Erzeugung eines von der Klemmenspannung des Sammlers unabhängigen Hilfspotentlalee.
  2. 2. Sammler nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet» daß die Brennstoffzelle einen niohtflUsslgen Elektrolyten hat» dem zwei Katalysatorelektroden anliegen» die so bemessen und angeordnet sind» dafi sie den Zellenraum oberhalb der Sammlerelektroden in zwei getrennte Raumabsohnltte aufteilen, von denen einer den aufsteigenden Sauerstoff und der andere den aufsteigenden Wasserstof£feuff&ngt·
    909804/0803
    Robert Boβoh OmbH R.-Nr. 8262
    Stuttgart 14.9.1964 Bb/Ep
  3. 3. Sammler naoh Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur räumlichen Trennung von Wasserstoff- und Sauerstoffgas mindestens eines der beiden Oase am freien Aufsteigen gehindert und einem vom andern Gas nicht erreichbaren Raumabsohnitt zur elektrochemischen Verbrennung zugeleitet wird.
  4. 4. Sammler nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, daß mindestens die Elektrodenplatten einer Polarität in mikroporösen aber gasundurchlässigen Kunststoff-Hülltasohen eingebettet sind, die einerseits als Separatoren des Sammlers wirken, andererseits die aus den Plattenoberflächen austretenden Oasbläschen auffangen und durch eine oberhalb der Platten angeordnete Austrittsöffnung in einen vorgesehenen Raumabechnitt entweichen lassen.
  5. 5. Sammler nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß er der UbIlohen Bauweise entspricht, jedooh anstelle von Zellenversohlußstöpseln Jeweils in seinen EinfUlluffnungen eine Brennstoffzelle enthält, die unterhalb einer porösen Schutzscheibe gleichfalls scheibenförmige, mit Platin, bzw. Palladium aktivierte Kohlepulverelektroden enthält, die durch einen niohtflUssigen, vorzugsweise Ionenaustauscher-Elektrolyten gegeneinander getrennt sind.
    909804/0803 BAD original
DE19641471766 1964-09-18 1964-09-18 Wartungsfreier elektrischer akkumulator mit einem in wasser geloesten elektrolyten und einer oberhalb der elektroden platten angeordneten wasserstoff sauerstoff brennstoff zelle Pending DE1471766B2 (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216434A1 (de) * 1982-05-03 1983-11-03 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3000 Hannover Verfahren und vorrichtung zur rekombination des in elektrischen zellen mit waessrigen elektrolyten freiwerdenden wasserstoffs und sauerstoffs

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