DE1596208A1 - Brennstoffzellenverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Brennstoffzellenverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung

Info

Publication number
DE1596208A1
DE1596208A1 DE19661596208 DE1596208A DE1596208A1 DE 1596208 A1 DE1596208 A1 DE 1596208A1 DE 19661596208 DE19661596208 DE 19661596208 DE 1596208 A DE1596208 A DE 1596208A DE 1596208 A1 DE1596208 A1 DE 1596208A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
cell according
electrolyte
electrode
area
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.)
Pending
Application number
DE19661596208
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Juda
Novack Roberl Lee
Moulton David Mcleod
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.)
PROTOTECH CO DIVISION OF BOLT
Original Assignee
PROTOTECH CO DIVISION OF BOLT
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 PROTOTECH CO DIVISION OF BOLT filed Critical PROTOTECH CO DIVISION OF BOLT
Publication of DE1596208A1 publication Critical patent/DE1596208A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14Fuel cells with fused electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • H01M8/0625Combination 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 in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

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

Description

PATENTANWÄLTE
· TELEGRAMME:PROP.NDUS
i7 473 Berlin, den 15. Dezember I966
PROTOTECH COMPANY, Division of BOLT BERANEK AND 'NEtDfAN INC», Cambridge, Mass* (USA)
Brennstoffzellenverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung
Die Erfindung Dezieht sich auf Brennstoffzellenverfahren uad eine Vorrichtung zu ihrer Durchführung, insbesondere auf Brennstoffzellen des Typs, wie sie in der Patentanmeldung P 36 763 VIb/2lD vom 12„5#65 beschrieben sind, bei denen durch Bildung von Peroxid oder Superoxiden innerhalb des elektrolyt!Bohen Mediums der Zelle in der Nähe von deren Kathode das Oxydationsmittel eingebracht wird«
In Zellen der vorstehend erwähnten Art (sowie in anderen Elektrolytzellentypen und elektrochemischen Systemen, in denen gleiche Erscheinungen auftreten) wird ein Bereich des elektrolytisohen oder anderen Zellenmediums mechanischer Durchrühmng unterworfen, um eine gleichmäßige und frische linbringung von Peroxid oder Superoxid nahe der Kathode
109839/1251 .^._ _..__,
BAD ORiGiNAL
BeS: 01B40S?
(und damit die weitere elektrochemische Reaktion nahe einer der Elektroden) zu gewährleisten» Dieses Durchrühren kann in dem vorstehenden Beispiel durch Virwendung von Luft vorgenommen werden, die als zirkulierender Strom in den Kathodenbereich eingeführt wird» Obwohl dieses Durchrühren und das entstehende Einfüllen und Kreisen von Peroxid und Superoxiden in diesem Bereich wünschenswert und für eine wirksame Operation sogar wesentlich ist, kann es zu erheb» liehen Nachteilen bei dem gesamten Zellenvorgang führen, wenn sich die Durchrührung in dem Elektrolytmedium bis nahe zu dem Anodenbereich erstreckt. Ähnliches trifft selbstverständlich auch für verwandte Probleme in anderen Zellentypen und elektrochemischen Systemen zu, bei denen die Durchrührung oder die Anwesenheit von hohen Konzentrationen an bestimmten Bestandteilen in einem Zellenbereich wünschenswert für die weiteren elektrochemischen Reaktionen an dieser Stelle sind, jedoch zu Nachteilen bei der beabsichtigten elektrochemischen Reaktion in anderen Zellen» bereichen führen.
Bei dem vorstehenden Beispiel kann der Elektrolyt bei einer Brennstoffzelle mit mittlerer Temperatur, der z»B» ein Gemisch von Alkalihydroxiden wie Natrium» und Kaiiumhydroxid enthält, das in geschmolzenem Zustand auf einer Temperatur von etwa 450° C gehalten wird, mit Kathoden aus Nickel od, dgl* versehen sein, um Peroxid oder Superoxid, das in der Zelle als Oxydationsmittel dient, in der Nähe der Kathode zu
1 Q 9 8 3 9 / 11 5 1 8^d original — 3 -
f» 3 —
halten. Das Kreisen von Luft in dem Kathodenbereioh der Zelle unterstützt dabei die frische und kontinuierliche Einbringung von Peroxid oder Superoxid« In dem Kathodenbereioh wird das Elektrolytmedium deshalb unter Abspaltung von Wasser wirksam zu Peroxid oder Superoxid oxydiert« Bei dem Zellenvorgang, d«h. wenn ein Strom fließt, wie in der vorstehend genannten älteren Patentanmeldung beschrieben, wird das Peroxid- oder Superoxidion durch Aufnahme eines Elektrons in Gegenwart von Wasser zu dem Hydroxidion des geschmolzenen Elektrolyten zurückreduziert» An der Anode wird der eingeleitete Wasser— Stoffbrennstoff, wie beispielsweise durch eine Pd-haltige wasserstoffdurchlässige Anodenschicht, elektrochemisch oxydiert, wobei er an der Anodenoberfläche mit dem Hydroxylion des Elektrolytmediums unter Ausbildung von Wasser reagiert und wobei während des Vorgangs ein Elektron an den Auflenkreis zwischen der Anode und der Kathode abgegeben wird»
Wenn die durch die eingeführte Luft bewirkte Durchrührung, die andererseits für einen ordnungsgemäßen Kathodenvorgang so wichtig ist, sich bis in den Anodenbereich erstreckt, wird der Überschuß an Peroxid oder Superoxid, der an der Kathode nicht verbraucht wird, in erheblichen Mengen in den Anodenbereich getrieben« Der an der Anode eingebrachte Wasserstoff verbindet sich/leicht mit solchem Peroxid oder Superoxid, so daß der Zelle eine erhebliche Menge des andererseits so nützlichen Wasserstoffes entzogen wird, der durch die Brennstoffzellenwirkung in dem Außenkreis zuzuführende elektrische Energie umgewandelt werden soll« Anderer-
- 109839/125 1
BAD ORIGINAL
seits kann die Durchrührung innerhalb des Elektrolytmediums das in der Nähe der Anode gebildete Wasser, wie vorstehend beschrieben, mechanisch zu der Kathode zurücktransportieren, was in erheblichem Maße zu einer Überschneidung oder sogar Verhinderung der wirksamen Bildung der erforderlichen Mengen an Peroxid oder Superoxid in der Nähe der Kathode führen kann»
Ein Ziel der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines neuen und verbesserten Verfahrens und einer Vorrichtung zu seiner Durchführung, durch die die erwähnten nachteiligen Wirkungen ausgeschaltet werden sollen und gemäß denen in der gleichen Zelle die Durchrühre und Oxydationserscheinungen, wie sie in der Nähe der Kathode erwünscht sind, sowie die Bildung von Wasser in der Nähe der Anode doch gewährleistet werdenβ
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuen und verbesserten elektrolytischen oder elektrochemischen Zellenvorrichtung mit darüber hinaus allgemeinerer Anwendbarkeit«
Andere und weitere Ziele werden nachstehend im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, deren einzige Figur einen sohematisohen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform zeigt, bei der zahlreiche Einzelheiten üblicher Brennstoffzellenbauformen, wie Belüftung, Heizeittil usw» weggelassen sind, weil sie keine wesentlichen Merkmale der Erfindung sind« «-,„„.
109839/1251 * „ 5
5 — "" ■
In der Zeichnung ist eine Brennstoffzelle der vorstehend beschriebenen Art dargestellt mit einer Anode A, die ein katalytisches Bett B zur Rückbildung von Brennstoff enthalten kann, das sandwichartig zwischen einem Paar Rücken-and-Rückenangeordneter, wasserstoffdurchlässiger, anodischer Elektrodenfolien 1 und 1*angeordnet ist, wie es beispielsweise in der Patentanmeldung P 35 930 VIb/2lb vom 22*1.65 beschrieben ist« Ein Wasserstoff und Kohlenstoff enthaltender Brennstoff kann, wie durch den Pfeil I dargestellt, in das Rückbildungsbett B eingebracht werden, und der erhaltene Wasserstoff kann in den links und rechts von den Anoden 1 und 1' innerhalb des Elektrolytmediums 5 liegenden Zellenhereionen verbraucht werden« Wie vorstehend festgestellt, kann dieses Medium beispielsweise ein kombinierter geschmolzener Natrium-Kai ium-Hydroxidelektrolyt oder von jeder anderen geeigneten Art sein, der mit einem Paar gleicher Kathoden, wie beispielsweise den Nickelelektroden 3 und 3f versehen ist, die wegen abs auf Superoxid— oder Peroxidprinzip beruhenden Zellen— vorgange aus festem Material sein können und nicht porös sein müssen« Die durchrührende Luft kann, wie bei I1 und In dargestellt, indie äußersten linken und rechten Bereiche der Doppelzelle durch die Rohre 7 und 7' eingeführt werden«
Gemäß der Erfindung werden zwischen der Anode 1 und der Kathode 3 Howie zwischen der Anode I1 und der Kathode 31 der Doppelzelle Sperren oder Diaphragmen 9 und 9* von besonderer Bauweise eingeführt· Die Sperrend und9» müssen für
109 8397 1 251 BAO
die Ionen des Elektrolytmediuins 5 durchlässig und deshalb aus porösem Material sein, wie nachstehend nooh ausführlich erläutert wird» Die Poren oder Öffnungen der Sperren 9 und 9" müssen jedoch ausreichend klein sein, und die Sperren müssen so ausreichend groß bemessen sein, daß die Luftdurchrührung in den in der Nähe der Kathoden 3 und 3* des Mediums 5 liegenden Bereichen, bezeichnet als Katholytbereiche II und II-1, nicht in die jenseits der Sperren 9 und 9* liegenden Bereiche, die die jeweiligen Anoden 1 und 1* umgeben und die als Anolytbereiohe III und III* bezeichnet sind, übertragen werden. Durch eine derartige Verwendung von Sperren 9 und 9'* die ionendurohlässig sind, die Fort» Pflanzung der Durchrührung jedoch nicht zulassen, können die Anolytbereiche III und III1 von der Durchführung der Katholytbereiche II und II* weitgehend frei gehalten werden«
Es wurde festgestellt, daß diese Ziele unter Einhaltung bestimmter Bedingungen mit großem Erfolg sowohl mit porösen leitfähigen als auch mit porösen isolierenden Sperren 9 und 9f erreicht werden können« Ein typisches Beispiel ist, daß die Zelle aus einem Nickelkasten oder -gehäuse 3n besteht, der durch zwei in (nicht dargestellten) Schlitzen steckende Sperren 9 und 9* in drei annähernd gleich große Teile geteilt wird, wobei der mittlere Teil den Anolytbereioh und die beiden; äußeren Teile die Katholytbereiohe enthalten· Dabei dient der Niokelkasten selbst als Kathoden 3-3" und 3f~3w· Die Anodenanordnung 1-1* ist selbstverstindlioh im de» Anolytbereich angeordnet«
10 9 8 3 9/1251 BAD or/ginal " 7 ~
Wenn poröse Metallsperren 9 und 91 in Verbindung mit einem Peroxid liefernden Katholyten verwendet werden, können sie entweder auf einem strömenden Potential gehalten werden, indem sie von Anode und Kathode elektronisch Isoliert werden, oder sie können kathodisch sein, indem sie mit dem Kathodenkasten, wie nachstehend beschrieben, elektrisch verbunden werden. ~
Es wurde gefunden, daß eine große Vielzahl von metallischen leitfähigen Sperren 9 und 9! geeignet ist, einschließlich Metallfilzen, Sieben und gesinterten Metallsperren; Beispielsweise können Nlokelfilze, gesinterte Nickelfolien und -siebe und Alunsiniuasiebe verwendet werden.
Beispielweise konnte erfolgreich mit einer Zelle gearbeitet werden, die gesinterte Niekelsperren 9 und 9' von etwa i/8n Dicke und einer durchschnittlichen Porosität von etwa 70 bis 80 Mikron enthält (die Sinterung wurde dabei in einem Wasserstoffofen durchgeführt). Die kathodische Kastenzelle bestand aus -l/8"~diakea Nickel und war etwa i 3/%* breit , 2 i/4" lang und 5" tief. Die Anode bestand aus einer Palladiumfolie mit einer Fläche von 29 ep% Das Medium 5 bestand aus geschmolzenem KOH-NaOE (Verhältnis an gewöhnlichen feuchten Plättchen 90/iO), und die Arbeitstemperatur betrug 45O°C + 5°C· Die gesinterten Niekelsperren 9 und 9« waren l/8w dick, 3 i/2n lang und 17/8" breit, und sie wurden von Rahmen getragen, die aus i/32" dicker Nickelfolie bestanden und die
• BAD ORIGINAL
109639/1251 -.β - '
in in den Kasten eingeschliffene Nute eingepaßt wurden«, Als Luft in einem Strömungsverhältnis von 500 ml/min (gemessen bei 20° C) bei 7 und 7' eingeleitet wurde, konnten die Anodenoberfläche 1 und die Sperrenoberfläche 9 einander bis auf etwa 5 mm und dichter angenähert werden, während die Durchströmung oder andere Durchrührung des Katholyten II mit Luft mit dem genannten Strömungsverhältnis von 500 ml/min aufrechterhalten wurde, ohne daß der Anodenvorgang irgendwie nachteilig beeinflußt wurde, d»h» ohne nennenswerte Durchrührung des Anolyten III, Eine solche weitgehende Annäherung gestattet selbstverständlich eine Verringerung der Abmessung der Zelle«,
Zur Veranschaulichung der Wirkung der Sperre in diesem Beispiel wurden die gesinterten Nickelsperren entfernt und der Zellenvorgang ohne diese durchgeführt, um einen Vergleich gegenüber dem Zellenvorgang mit Sperren zu erhalten» Die Ergebnisse sind in Tabelle I dargestellt, in der die Spannung s· Strom-Charakteristika sowohl wie der elektrochemische Wasser-· stoffverbrauch angegeben sind«
ORIGINAL
109839/1251
~ 9
Tabelle I Wasserstoff
Entladungsdaten wirkungsgrad fo
Ohne Sperre
Zellen- Stromdichte 20
Spannung /2
mA/em
26
0,985 0,00 37
0,940 26 43
0,915 35
0,805 45
0,600 52
1,040 1,005 0,975 0,935 0,900 0,860 O5 790 0,755 0,680
Gesinterte Nickelsperren - verbunden mit der Kathode
0,00
28
45
66
90 114 147 166 211
36
42 47
55 61 65 71 79
Der Wasserstoffverbrauoh wurde durch Messung des Strönmngsverhältnisses innerhalb und außerhalb der Zelle festgestellt^ Per Unterschied zwischen den beiden Strömungsverhältnissen ergibt das Gesamtvolumen an pro Zeiteinheit in der Zelle verbrauchtem Wasserstoff, d.h» die Summe des elektrochemischen Verbrauche und die chemische Umsetzung mit Peroxid« Die Spalt® »Waieerstoffwirkungsgrad« bezeichnet das Verhältnis
109839/12S1
BAD
- 10 «
von pro Zeiteinheit elektrochemisch verbrauchtem Wasserstoff (erre*ohnet aus der Stromstärke) zu dem insgesamt pro Zeiteinheit verbrauchten Wasserstoff, multipliziert mit 100Λ Es ist bemerkenswert, daß der Wasserstoffverbrauch (Wirkungsgrad) bei eingebauter Sperre sehr viel größer ist und daß größere Stromdichten erzielt werden, wobei die Stromdichte bei höheren Stromstärken hoch bleibt.
In einem anderen Beispiel wurden Nickelsiebsperren 9 von etwa der gleichen Länge und Breite (50 Mesh, 0,020ttDioke) verwendet und mit der Kathode elektrisch verbunden, wie durch die gestrichelte Schalterverbindung S. dargestellt ist„ Es wurde festgestellt, daß die Sperren nicht nur ihre erforderliche Sperrenfunktion ausübten, sondern auch die wirksame Kathodenoberfläohe vergrößerten und/oder den inneren Zellen» widerstand verringerten, wodurch sich eine Herabsetzung der Zellenpolarisation ergab, wie in Tabelle II angegeben ist«
Tabelle II Nickelsiebsperre
Sperren Sperren mit strömend der Kathode verbunden
Stromdichte 146,μΑ/ομ2 153 «A/cm2
Zellenpotential 0,81 V 0,85 V
11 ~
BAD°ne,NAL" 109639/1251
' - Ii «
Im Grenzfall kann die Sperre selbst als alleinige Kathode wirken. Es wurde gefunden, daß derartige kathodische Sperren, wie beispielsweise aus gesinterten Nickelfolien oder feinmaschigen Nickelsieben, besonders vorteilhaft sind, obwohl
die Erfindung dadurch keineswegs in irgendeiner Weise beschränkt werden soll« Dies ist dadurch offensichtlich, daß sie das Peroxid elektrochemisch innerhalb ihrer Poren reduzieren, wodurch die Peroxidkonzentration in dem Anolyten herabgesetzt wird, was aus einer Diffusion durch eine nichtkathodische Sperre herrührt«
Mit gleichem Erfolg können isolierende poröse Sperren wie keramische Zirkonoxid- und Aluminiumoxiderzeugnisse u. dgl« (in Schicht- oder Becherform) zur Lösung der vorstehend erwähnten Probleme verwendet werden« Eine Zirkondioxidsperre dieser Art mit etwa i/4M Dicke und einer Porosität von etwa 11,6 tfo arbeitet beispielsweise in der vorstehend beschriebenen Zelle sehr zufriedenstellend.
Zusammengesetzte Sperren aus Metall und keramischem Material der vorstehend beschriebenen besonderen Bauform sind ebenfalls für die erfindungsgemäßen Zweoke geeignet« Beispielsweise wurden flache Nickel- und Aluainiumdrahtkörbe, die gegebenenfalls aus gepulvertem oder körnigem Metall wie Nickel oder Aluminium bestanden, und eine gepulverte Paste oder ein körniges keramisches Material, wie beispielsweise AIgO,, ZrO„ oder MgO, mit der gewünschten Porosität mit Erfolg eingesetzt«
109839/1251 ' SAD
In der folgenden Tabelle III sind die Ergebnisse, die mit einer typischen zusammengesetzten Sperre aus einem mit Tonerdekörnern (20/40 Mesh) gefülltem Nickeldrahtkorb erhalten wurden, angegebene
Tabelle III
Zusammengesetzte Nickelsieb-Tonerde-Sperre (Elektroden, Schmelze und Temperatur wie in Tabelle I)
Zellenspannung 0,88
Stromdichte (mA/cm ) 102 Wasserstoffwirkungsgrad 90 %
Eine weitere geeignete zusammengesetzte Sperre besteht bus zwei zufriedenstellend wirkenden porösen Schichten, beispielsweise aus einer kathodischen gesinterten Nickelsperre und einer porösen Tonerdesperre, wobei die erstere die Peroxiddiffusion unterstützt und die letztere den Anolyten unbeweglicher macht, wenn die Zelle beispielsweise in einem Fahrzeug erschüttert wird»
Im allgemeinen sind alle Mittel, die die Elektrolytsohicht in der Nähe der Anode unbeweglich machen, während sie die Durchrührung des Elektrolyten in der Nähe der Kathode aufrechterhalten, und während sie den Ionendurohtritt gestatten, erfindungsgemäß geeignete Sperren, So kann beispielsweise alternativ zu den vorstehend beschriebenen Sperren eine Schicht aus porösem Metall, beispielsweise aus Nickel, mit
109839/T 251
« 13 ~ '■■■■■.■"; .. ■■■
der Änodeiioberflache durch die in der Zeichnung schematisch dargestellte gestrichelte Schalterverhindung S_ in elektronischen Kontakt gebracht werden* In diesem Fall lab das poröse Nickel ein Teil der Anode und kann deren Arbeit als Elektrokatalysator für die elektrochemische WasserstoffOxydation unterstützen, während sie den geschmolzenen Elektrolyten in ihren Poren festhält» Das während des Vorgangs darin gebildete Wasser wird durch Diffusion weitgehend entfernt, mehr als durch mechanische Durchrührung^: Noch weitere dem gleichen Ziel dienende Mittel bestehen im Einsetzen einer porösen Schicht aus keramischem Isoliermaterial, Z0B0 aus AInO, oder ZrOg, beispielsweise in Berührung mit der Anode oder in der Nähe derselben. Wenn eine solche Schicht den inneren Widerstand auch zusätzlich erhßht, so dient sie doch zum Unbeweglichmachen des Anolyten innerhalb ihrer Poren und hat den zusätzlichen Vorteil, daß Kathode und Anode ohne Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses einander dicht genähert werden können* .
Die Sperre erstreckt sich vorzugsweise über mindestens ein Drittel der Fläche, und oftmals stimmt sie in ihrer Fläche mit der von der Anode eingenommenen überein« In einigen Fällen kann sie sich vollständig über die Gehäusefläche der Zelle selbst erstrecken. Die für die Sperre auszuwählende Fläche ist ein Kompromiß zwischen ihrer Wirksamkeit bei der Steuerung der Durchführung und der Veränderung des inneren Zellenwideretande», die sioh aus ihrer Natur, ihrer Dicke
1 0 9 8 3 9/1251 BAd original " lh ~
- 1Λ -
und ihrer Porosität ergibt« Im allgemeinen muß die Sperre zum Schutz der Anode vor Durchrührung des Mediums in dem Kathodenbereich ausreichend bemessen und doch groß genug sein, um den inneren elektrolytischen Widerstand klein zu halten»
Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung und in der beigefügten Zeichnung enthalten ist einschließlich dessen, was abweichend von den konkreten Ausführungsbeispielen für den Fachmann naheliegt.
Patentansprüche ι
10 9839/1251

Claims (1)

  1. Patentansprüche ;
    1. Elektrolytische Zelle mit einer Mehrzahl von Elektroden, wobei der Bereich des Elektrolyten in der Nähe eher der Elektroden zur Unterstützung der elektrochemischen Reaktion an dieser Stelle durchgerührt wird, wobei jedoch die Durchrührung die^lektrochemisehe Umsetzung im Bereich des Elektrolyten in der Nähe der zweiten der Elektroden nachteilig beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Elektrode innerhalb des Elektrolyten Sperrmittel vorgesehen sind, die für die Ionen des Elektrolyten durchlässig sind, die jedoch ausreichend bemessen und ausreichend undurchlässig für eine Übertragung der mechanischen Durchrührung in dem Bereich des Elektrolyten in der Nähe der ersten Elektrode zu dem Bereich des Elektrolyten in der Nähe der zweiten Elektrode sind.
    10 9839/ 1251 - - .
    2, Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einbringen von Brennstoff zu der zweiten Elektrode sowie Mittel zum Eintoringen von Oxydationsmittel in den Bereich in der Nähe der ersten Elektrode vorgesehen sind.
    3« Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer Schmelze aus Alkalihydroxid
    besteht und daß die zweite Elektrode eine palladiumhaltxge Oberfläche aufweist,
    4, Brennstoffzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode ein nickelhaltiges Teil aufweist«
    5β Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derElektrolyt mit seinen Etktroden in einem leitfähigen Gehäuse angeordnet ist,
    6„ Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Aufnehmen von Wasserstoff und kohlenstoff-» haltigem Brennstoff und zum Rückbilden des letzteren zu Wasserstoff in der Nähe der zweiten Elektrode angeordnet sind,
    7. Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel aus der aus porösen leitfähigen und porösen isolierenden Folien bestehenden Gruppe ausgewählt
    109839/125 1 ~ - "" 3 ~
    8β Brennstoffzelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sperrende leitfähige Folie ein Metallfilz, eine " gesinterte Metallfolie und/oder ein Sieb ist.
    Brennstoffzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall nickel- oder aluminiumhaltig ist«
    10« Brennstoffzelle nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Folie aus keramischem Material besteht.
    11, Brennstoffzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material ein Oxid der Gruppe Aluminiumoxid und Zirkonoxid,ist.
    12, Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel leitfähig sind und, in bezug auf die erste und die zweite Elektrode, auf einem strömenden elektrischen Potential gehalten werden.
    13» Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel leitfähig sind und mit der ersten Elektrode verbunden sind.
    IA. Brennstoffzelle naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel leitfähig sind und mit der zweiten Elektrode verbunden sind,
    15, Brennstoffzelle nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß der Elektrolyt im Bereich der Nähe der ersten Elektrode
    Peroxid oder Superoxid liefert« . ~» — — «
    - AMT ORIGINA!
    ÖH1
    Ι6β Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Elektrodenpaaren aufweist,
    17« Brennstoffzelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elektroden in dem Elektrolyten Rücken an Rücken an Mittel zum Einbringen von Brennstoff zwischen sie montiert sind.
    18« Brennstoffzelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt mit seinen Elektroden in einem leitfähigen Gehäuse angeordnet ist,
    19e Brennstoffzelle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel das Gehäuse in drei nebeneinander— liegende Teile teilende Schichten aufweisen, wobei der mittlere Teil die zweiten Elektroden enthält und wobei die beiden anderen Teile die entsprechenden ersten Elektroden enthält,,
    20, Elektrolytisches Brennstoffzellenverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholytbereich des Elektrolyten durchgerührt wird, daß die Übertragung dieser Durchrührung auf den Anolytbereich des Elektrolyten unterdrückt, der Durchtritt von Ionen des dazwischenliegenden Elektrolyten jedoch ermöglicht wird, und daß Brennstoff und Oxydationsmittel in den AnοIy*- bzw, den Katholytbereich eingebracht werden.
    109839/1251
    21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholytbereich aus zwei Katholytabschnitten besteht, die auf beiden Seiten des Anolytbereiches liegen und daß die Unterdrückung der Übertragung der Durchrührung auf jeder Seite/des Anolytbereiches bewirkt wirde
    22«,Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode wasserstoff durchlässig ist«,
    23«, Elektrolytische Zelle, Brennstoffzelle und Brennstoffzellenverfahren nach Anspruch 1 bis 22, gekennzeichnet durch die in der vorangegangenen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung enthaltenen Merkmale«,
    Ra - 17 475' - —,
    BAD ORJGfMAL
    10 9 8 3 9/1251
    Leerseite
DE19661596208 1966-04-04 1966-12-15 Brennstoffzellenverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung Pending DE1596208A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US53976866A 1966-04-04 1966-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1596208A1 true DE1596208A1 (de) 1971-09-23

Family

ID=24152562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661596208 Pending DE1596208A1 (de) 1966-04-04 1966-12-15 Brennstoffzellenverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3471334A (de)
DE (1) DE1596208A1 (de)
GB (1) GB1143659A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4507262A (en) * 1982-10-07 1985-03-26 General Electric Company Bubble pressure barrier and electrode composite
US4500566A (en) * 1982-10-07 1985-02-19 General Electric Company Bubble pressure barrier and electrode composite
US10516181B2 (en) 2014-08-28 2019-12-24 Palo Alto Research Center Incorporated Apparatus and method associated with reformer-less fuel cell

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE171090C (de) *
US142502A (en) * 1873-09-02 Improvement in galvanic batteries
GB189912171A (en) * 1899-06-10 1899-07-15 Willard Erastus Case Improvements in Galvanic Cells.
US2700063A (en) * 1952-01-25 1955-01-18 Manecke George Source of current
LU34136A1 (de) * 1955-02-12
US3098802A (en) * 1958-10-29 1963-07-23 Amalgamated Curacao Patents Co Diaphragm for use in electrolysis
NL122372C (de) * 1960-02-23
US3259523A (en) * 1960-12-30 1966-07-05 Standard Oil Co Fuel cell including means for converting hydrocarbons and separating hydrogen
US3259524A (en) * 1961-03-02 1966-07-05 Standard Oil Co Electrochemical reaction apparatus
US3234116A (en) * 1962-01-02 1966-02-08 Exxon Research Engineering Co Method of operating a fuel cell to produce ketones and electric current
US3178315A (en) * 1962-03-01 1965-04-13 Exxon Research Engineering Co Electrolyte additive
US3297487A (en) * 1964-10-16 1967-01-10 Du Pont Fuel cell
US3296031A (en) * 1965-10-29 1967-01-03 Standard Oil Co Electrochemical process of producing electrical energy using sulfur dioxide fuel andhalogen oxidant

Also Published As

Publication number Publication date
US3471334A (en) 1969-10-07
GB1143659A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2618410A1 (de) Vorrichtung zur unter gasabscheidung erfolgenden elektrolyse
DE2734879A1 (de) Elektrokatalytisch wirksame substanzen, verfahren zu ihrer herstellung und daraus hergestellte katalysatoren und elektroden
DE3301297C2 (de)
DE2216192C3 (de) Metallphosphid-Katalysator für Brennstoffelektroden von Brennstoffelementen und dessen Herstellung
DE1596223C3 (de) Gasdichter alkalischer Kadmium-Nickel- oder Kadmium-Silber-Akkumulator, bei dem zwischen Scheider und negativer Elektrode eine elektrisch leitfähige poröse Schicht angeordnet ist
DE2627142C3 (de) Elektrochemische Zelle
DE112005000891T5 (de) Kathode für eine Brennstoffzelle und Verfahren derselben
DE1671873A1 (de) Brennstoffzelle
DE2840240A1 (de) Elektrische umwandlungsvorrichtung mit keramikelektrode
DE4120359C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle und deren Verwendung
DE2614934A1 (de) Gaselektrode mit wasseraufnehmender schicht
DE2818559C2 (de) Elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1952871A1 (de) Elektrochemische Zelle
DE1596208A1 (de) Brennstoffzellenverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung
DE19647534A1 (de) Elektrode für elektrochemische Energiewandler
DE3025476A1 (de) Metall/luft-zelle
DE1953568A1 (de) Gasdiffusionselektrode
DE69110581T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Kathoden für Zellen mit geschmolzenen Karbonat-Elektrolyten.
DE1496363A1 (de) Brennstoffzelle
DE4302347C1 (de) Carbonatschmelzen-Brennstoffzelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE3116197C2 (de)
DE19512755C2 (de) Poröse Kathode mit bimodaler Porenverteilung und Verfahren zu deren Herstellung
DE1904610C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffelektrode
DE2632152B2 (de) Galvanische Zelle
EP0029520B1 (de) Verfahren zur Trennung der bei einer Schmelzflusselektrolyse entwickelten Gase und Schmelzflusselektrolysevorrichtung