DE1671873B2 - Brennstoffelektrode - Google Patents
BrennstoffelektrodeInfo
- Publication number
- DE1671873B2 DE1671873B2 DE1671873A DE1671873A DE1671873B2 DE 1671873 B2 DE1671873 B2 DE 1671873B2 DE 1671873 A DE1671873 A DE 1671873A DE 1671873 A DE1671873 A DE 1671873A DE 1671873 B2 DE1671873 B2 DE 1671873B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- catalyst
- electrode
- molybdenum
- fuel electrode
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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)
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffelektpide fur
Brennstoffzellen, insbesondere zur Anwendung in einem sauren Elektrolyt, enthaltend einen Katalysator
auf der Basis eines Molybdänoxids.
Bisher wurden Brennstoffelektroden entweder aus «ehr kostspieligem Material hergestellt, oder sie enthielten
beträchtliche Mengen als Katalysator davon. In erster Linie handelt es sich dabei um die Edelmetalle
Platin. Palladium. Rhodium und Silber. Billigere Nichtedelmetalle konnten jedoch wegen der
Korroktionsanfalligkeit in dem bevorzugt angewandten
stark sauren Elektrolyt nicht Eingang in die Praxis finden.
Aus der FR-PS 1 265 398 ist eine Brennstoffelektrodc
bekannt, deren wirksame Komponente Kobahmolybdat ist. Es zeigte sich jedoch, daß in der Praxis diese
Brennstoffelektrode Nachteile aufwies.
Die Erfindung geht nun aus von einer Brennstoffelektrode für Brennstoffzellen, insbesondere zur Anwendung
in einem sauren Elektrolyt, deren Katalysator auf der Basis eines Molybdänoxids ist. Sie ist
dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator neben dem Molybd.moxid MoO1. worin χ 2 bis 2.88 ist.
noch mindestens in den exponierten Elektrodenteilen eine sulfidische Molybdänverbindung enthält und
das Verhältnis Sauerstoff zu Schwefel 10: 1 bis 1 : .<
beträgt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffelektrode befindet
sich der Katalysator auf einem elektrisch leitenden Träger, insbesondere aus Kohlenstoff oder einem hoch
temperaturbeständigem Metall (übergangsmetall).
vorzugsweise Tantal. Die katalytisch wirksame Substanz der erfindungsgemäßen Brennstoffelektrode zeigt
eine hervorragende Beständigkeit gegenüber 15O/oiger
Salzsäure bei einer Arbeitstemperatur von 90 C. die meist für solche Brennstoffzellen als Elektrolyt dient.
Die sulfidische Molybdänverbindung kann Molybdänsulfid als solches sein oder ist ein Mischkristall mit
Molybdänoxid bzw. Molybdänoxid, in dessen Kristallgitter ein Teil der Sauerstoffatome durch Schwefelatome
ersetzt ist. Wird als sulfidische Molybdänverbindung Molybdänsulfid angewandt, so soll dieses
als überzug oder Schicht auf dem Molybdänoxid vorliegen. In diesem Fall läßt es sich von dem angrenzenden
Material mikroskopisch oder analytisch unterscheiden. Wenn die Schwefelatome einen Teil der
873
Sauerstoffatome des Kristallgitters von Molybdäaioxid
ersetzen, so soil diese Substitution in erster Linie in den
Auöenbereichcn der katalytisch wirksamen Schicht
vorliegen. Auf diese Weise ist auch ein einwandfreier
Zusammenhalt zwischen der äußeren und inneren Zone der katalytisch wirksamen Schicht gewährleistet-Bei
einer solchen Ausführungsform ist der Elektronenübergang besonders gut gegenüber einera ^»Jachen
Gemisch von Molybdänoxid- und MoIyI-. suifidteilchen.
an deren Grenzfläche ein gewisser übergangswiderstand besteht.
Die katalytisch wirksame Schicht der erfindungsgemäßen Brennstoffelektrode kann aus einzelnen
Teilchen von Moiybdänoxid und sulfidischer Molybdänverbindung bestehen. Der Katalysator kann aber
auch eine relativ große Lage aus Molybdänoxid sein, in deren Außenbereich sich die sulfidische Molybdänverbindung
befindet. Mit dieser Ausführungsform erreicht man leicht den erfindungsgemäß zulässigen
minimalen Schwefelgehalt der Katalysatorschicht. Es liegt nämlich dann z. B. Molybdändisulfid in monomolekularer
Schichtdichtdicke auf dem Molybdändioxid vor. Maximale Schwefelgehalte erreicht man.
wenn feine Plättchen von Moiybdänoxid von außen mehr oder weniger tief sulfidiert sind.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren eignet sich jedes beliebige Verfahren, nach
denen die Einbringung von Sulfiden oder Oxysulfidc in Molybdänoxid gelingt. Nach einem bevorzugten
Herstellungsverfahren wird ein Molybdat wie Ammoniumheptamolybdat [(NH4^Mo1O24 · 4H2O]. mit
z. B. Schwefel oder einer sulfidischen Verbindung wie Schwefelwasserstoff in reduzierender Atmosphäre umgesetzt,
das gebildete Produkt enthält gewöhnlich auch etwas Schwefel, den man gegebenenfalls entfernen
kann Diese Sulfidierung kann auch an auf die Oberfläche
eines Leiters abgeschiedenem Molybdänoxid stattfinden, z. B. auf porösem Kohlenstoff, wodurch
die sonst erforderliche Verfahrensstufe der Aufbringung des Katalysators auf den Elektrodenträger vermieden
werden kann.
line weitere Möglichkeit der Herstellung der erfindungsgemäß
angewandten Katalysatoren besteht darin, daß Molybdändisulfid oxidiert wird bzw. Molybdänoxid
mit Schwefel oder Schwefelwasserstoff oder durch Erhitzen eines Gemisches von Sulfiden und
Oxiden bei erhöhter Temperatur. /. B. bei 400 bis 600 C. sulfidiert wird. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, eine Suspension des Oxids mit einer Lösung des Sulfids zu behandeln.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysatormaterials kann man ein beliebiges stöchiometrisches
(MoO,. MoO,) oder ein nichtstöchiometrisches Oxid (Mo4O11, Mo8O2,, MoQO2f)) anwenden.
Schließlich kann man das erfindungsgemäß angewandte Katalysatormaterial herstellen durch inniges
Mischen von Molybdänoxid mit Molybdändisulfid. Ein Mischen von Hand oder mäßig intensives mechanisches
Mischen reicht jedoch im allgemeinen nicht aus, sondern es ist ein Mahlen der beiden Komponenten
mit Keramikkugeln (Durchmesser 12,7 cm) erforderlich.
Die Zusammensetzung der Katalysatorschicht nach der Erfindung läßt sich durch Röntgenbeugungsanalyse
oder chemische Analyse ermitteln. Aus der chemischen Analyse erhält man den Schwefelgehalt
und die durchschnittliche Wertigkeit des Molybdäns, aus der Röntgenanalyse ergeben sich Hinweise auf die
vorliegende Verbindungsari und die Menge an gebundenem
Schwefel. Die Untersuchung von in den Außenbereichen sulfidiertem Molybdänoxid gelingt elektronenmikroskopisch
oder mit Hilfe einer Elektronensonde.
Bei allen obigen Herstellungsverfahren der effin·
dungsgemäß angewandten Katalysatormaterialien kann freier Schwefel vorliegen, dieser ist jedoch in
dem angegebenen Verhältnis O: S nicht mit berücksichtigt.
Es ist offensichtlich, daß man bei der Herstellung von Katalysatorplatten ziemlich beschränk! ist. Bevorzugt
wird man eine Platte aus Molybdänoxid mit Schwefel, Schwefelwasserstoff oder einem reaktionsfähigem
Sulfid behandeln, so daß zumindest in den exponierten Bereichen eine Sulfidierung stattfindet.
Man kann aber auch die Platten durch Pressen des pulverformtgen Katalysatormaterials erhalten.
Das pulverförmige Katalysatormaterial soll eine Korngröße zwischen 1 und K) ·ιτη besitzen. Eine
Kornverkleinerung nach Bildung der Katalysatorteilchen ist nicht wünschenswert. Ein Mahlen der
Katalysatorteilchen führt häufig zu einer Veränderung
der Sulfidverteilung und kann zu einer Verlagerung der sulfidierten Bereiche nach innen führen.
Wie erwähnt, befindet sich bei der erfindungsgemäßen
BrennstofTelektrode das Katalysatormateria! gewöhnlich
auf einem elektrisch leitenden Träger. Dieser kann aus einem beliebigen ausreichend gegenüber
dem Elektrolyt widerstandsfähigen Werkstoff bestehen. einschließlich Gold und Metalle der 8 Gruppe
des Periodensystems. Bevorzugt werden hochtemperaturbeständige Metalle wie Wolfram und Tantal
sowie deren Legierungen, z. B. korrosionsbeständiger
Stahl. Nickel-Aluminiumlegierungen. aber auch Metalloxidc.
Kohlenstoff, Carbide leitende keramische Stoffe oder polymere Stoffe sind verwendbu: (I S-PS
3 297 4X7) Der Träger kann die Form eines Blechstabs oder -/Winders haben. Er ist bevorzugt porös oder
gelocht. /.. B. ein Gitter. Net/. Fasermaterial od. dgl.. um eine maximale Oberfläche /u bieten.
Das Katalysatormaterial kann zusammen mit einem Bindemittel auf den Träger aufgepreßt werden AK
Bindemittel eignet sich z.B. chlorierter Butylkautschuk. Polystyrol. Polymethylmethacrylat. Pol>äthylenterephthalat.
Polyvinylchlorid. Polyvinylfluorid. Polytetrafluorethylen und andere Fluorkohlenstoffpolymerisate.
Polyurethane, Polybutadien. P.ilyamidi·.
Polyimide, chlorsulfoniertes Polyäthylen, chlorierte
Polyäthylene. so
Nach einer speziellen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffelektroden befindet sich das
Katalysatormaterial auf einem bipolaren Leitersystem. Bipolare Leitersysteme vereinfachen die Konstruktion
der Brennstoffzelle, machen sie kompakter und verringern die Anschlußverluste (15th Annual Power
Sources Conference Proceedings, 1961; S. 31 und 32. »Liquid Alkaline Fuel Cells« von P. G.Giirae set al).
Bipolare Elektroden nach der Erfindung können erhalten werden, indem das Katalysatormaterial auf
einem Träger aus porösem Graphit oder Kohlenstoff od. dgl. aufgebracht wird. Der Träger bildet an der
einen Seite die Brennstoffelektrode und auf der anderen Seite die positive Elektrode.
Das katalytische Material muß in die Brennstoffelektrode nicht zwangsläufig eingebracht sein. Katalysatorteilchen
können auch suspendiert im Anolyt in Berührung mit der Brennstoffelektrode vorliegen.
Grundsätzlich kann das KatalysatormaleriaJ, da es elektrisch leitend ist, selbst als Brennstoffelektrode
wirksam werden. So kann man es gegebenenfalls unter Anwendung eines Kunststollbinders entsprechend
verpressen und kontaktieren, oder es "yird in
feinteiliger Form in einem Gasdispersionsroht angewandt.
Grundsätzlich läßt sich die erfindungsgemäße Brennstoffelektrode mit jedem beliebigen Elektrolyt betreiben.
Es kann sich dabei um Lösungen von Alkalihydroxiden (Kali- oder Natronlauge), um Säuren
{Schwefel-, Phosphor-, Salzsäure), Alkalisalze (Chloride, Sulfate, Carbonate) handeln. Bevorzugt werden
saure Elektrolyten wie 5- bis 45%ige Schwefelsäure, 10- bis 85%ige Phosphorsäure oder 5- bis 15%ige
Salzsäure.
Werden an den beiden Elektroden unterschiedliche
Elektrolyten angewandt, so sind übliche Membranen vorzusehen. Bevorzugt werden lonenaustauschmembranen
aus fluorierten Copolymerisaten mit Sulfonsäuregruppen. Auf diese Weise lassen sich auch gasförmige
Brennstoffe und oder Oxidationsmittel anwenden.
Als Brennstoff können üblicherweise angewandte niedermolekulare wasserstoffhaltige Brennstoffe, stickstoffhaltige
Brennstoffe (Ammoniak, Hydrazin), sauer stoffhaltige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe (Formaldehyd.
Methanol, Ameisensäure) und Kohlendioxid neben in erster Linie Wasserstoff für die erfindungsgemäße
Brennstoffelektrode angewandt werden. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Brennstoffelektrode
auch für Erdgas und dessen Gemische mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Als Oxidationsmittel
dient in erster Linie Sauerstoff und Luft. Es können aber auch Stickoxide, Schwefeldioxid Chlor,
flüssiges Wasserstoffperoxid und organische Peroxide. Salpe'ersiiure u. dgl. angewandt werden.
In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Brennstoffelektrode können beliebige bekannte positive
Elektroden zur Anwendung gelangen (»Catalysis. Inorganic, and Organic«, von Berkman. Morrel
und Egloff. Reinhold Publishing Co.. New York
[1940]).
Die Arbeitstemperatur der Brennstoffzelle liegt bei etwa 20 bis 150 C Im allgemeinen wird mit Normaldruck
gearbeitet. Es ist jedoch auch manchmal zweckmäßig, etwas erhöhten Druck anzuwenden. Das
Reaktionswasser sollte abgeführt werden.
Die Erfindung wird an den Beispielen weiter erläutert
Die Mengenangaben beziehen sich auf das Gewicht.
Ammoniumheptamolybdat (UH4)ftMo7O24 4H2O
und elementarer Schwefel wurden in einem Gewichtsverhältnis von 5.5: I gemischt, in ein Tonerde-Verbrennungsschiffchen
gefüll:, dieses in ein Quarzrohr «mstellt und in einem Rohrofen in Wasserstoffatmosphäre
auf 450 C erhitzt; das erhaltene Pulver war säureunlöslich; O: S = !0:1.
Das Pulver wurde mit 20 Volumprozent Polyimidpulver unter einem Druck von 7030 kg/cm2 auf tin
Tantalgitter, 0 2,54 cm, aufgepreßt. Elektrodenfläche etwa 10 cm2.
Die positive Elektrode wies Bleidioxid als Oxidationsmittel auf. Der Elektrolyt war eine 10%ige
Schwefelsäure, Betriebstemperatur 6O0C. Zur Bewertung der Brennstoffelektrode wurde ihre Wirksamkeit
ohne Brennstoff und mit Methanol, Formaldehyd und Ameisensäure als BrennsloffiKonzeniratton 3 Volumprozent)
ermittelt.
Stromdichte
niA/dm2
0,0
40
1000
40
1000
ohne
Brennstoff
+0,22
Methanol
+ 0,2
+0,75
+0,75
formaldehyd
+ 0,U9
+0,18
+0,77
+0,18
+0,77
Ameisensäure
+υ,υϋ
+0,08
+0,40
+0,08
+0,40
• = Erreichte nicht die angegebene Stromdichte.
Stromdichte.
mA'dm1
ohne Brennstoff
4-0,2
4-0,2
Formaldehyd
+0,26*)
+0,26*)
*) Liefert max. 1.5 :iA.
Nun wurde Molybdändioxid- und Molybdändisulfidpulver
mit Polytmidpulver gemischt und zu Elektroden verarbeitet, diese wurden mit und ohne
Brennstoff (Formaldehyd) betrieben. Wenn das katalytische Material aus Molybdändioxid war. wurde
keine kataiytische Wirksamkeit beobachtet, bei nur Molybdändisulfid wurde etwas kataiytische Wirksamkeit
beobachtet, aber die Leistung war merklich geringer als bei der erfindungsgemäßen Elektrode.
98 g (NH4Je1Mo7O24 4H2O wurden mit 18.3 g elementarem
Schwefel bei 450 C" in Wasserstoffatm"-sphäre 7 Stunden umgesetzt. Das säureunlösliche
Produkt (Analyse: 70% Mo. 11% S. 19% C: O:S = 2:1) wurde mit Polyimidpolymerisat gemischt
. und gemäß Beispiel I zu einer Elektrode verarbeitet und diese gemäß Beispiel 1 unter Verwendung von
Formaldehyd als Brennstoff und Schwefelsäure als Elektrolyt geprüft. Ohne Brennstoff betrug das Potential
des offenen Stromkreises 0.14 V und der Gren/-strom 39 mA. Bei Zufuhr von Formaldehyd fiel das
Potential des offenen Stromkreises auf 0.16 V. und der Grenzstrom stieg auf 120 mA.
25 g MoO, und 13,5 g elementarer Schwefel wurden
gründlich gemischt und in einer WasserstolT-atmosphäre 7 Stunden auf 450 C erhii/t. Das fcin-(eilige
säureunlösliche Produkt (O: S = 1 : 2| wurde gemäß Beispiel I zu einer Elektrode vcrnrbeitet und
geprüft.(Brennstoff: Formaldehyd. Elektrolyt: Schwefelsäure). Ohne Brennstoff betrug das Potential des
offenen Stromkreises 0.29 V und der Grenzstrom 1,6 mA mit Formaldehyd +0,15 V bzw. 8,1 mA.
Das unter Verwendung von jeweils 0,25 g Reaktionsteilnehmer gemäß Beispiel 2 hergestellte VIo — 0 — S-Pulver
(O: S = 1:3) wurde in ein Gasdispersionsrohr 0 2,54 cm gefüllt und über einen Tantaldraht
kontaklierl. Das Rohr diente in einer Zweikammerzelle mit Kationeiraustauschermembran gegen gesättigtes
Kalomel als Bezugselektrode und als positive Elektrode (Bleidioxid an einer 10%igenSchwefelsäurelösung
von 70 C als Elektrolyt den Untersuchungen). Mit Helium i Nicht brennstoff) bzw. Wasserstoff
(Brennstoff) wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Stromstärke.
mA
Die Unmöglichkeit, eine merkliche Strommenge ohne Brennstoff zu erzeugen, zeigt, daß die Elekin.de
nicht Oxidiert wurde. Die Stromerzeugung mit Brennstoffberuht somit auf dem katalytischen Material.
Als weiterer Versuch wurde ein Tantalgitter als Brennstoffdektrode untersucht:
0
5
5
20
40
60
40
60
Helium
+0,24
+0,88
+0,88
-0,09
-0,02
0,19
0.53
0,96
0,96
= Erreichte nicht die an» gebcnc !Stromstärke.
Beis piei 5
Beis piei 5
i,89g Mo ~ Ο—S-Puiver gemäß Beispiel 2 (O: S
= 2:1) wurden mit 0.195 g Polyimidpulver unter 5270 kg/cm2 auf ein Tantalgiüer — 0 2,54 cm
gepreßt. Diese Elektrode wurde entsprechend im Beispiel 1 erprobt. Das Halbzellenpotential dürfte +0,4 V nicht übersteigen.
gepreßt. Diese Elektrode wurde entsprechend im Beispiel 1 erprobt. Das Halbzellenpotential dürfte +0,4 V nicht übersteigen.
Stromstürke.
mA
22.5
70
130
218
270
365
130
218
270
365
Potential gegen gcs.
Kalomelelektrode. V
-0.05
-0.01
+ 0.11
+ 0.19
+0.28
+ 0,34
+0.40
-0.01
+ 0.11
+ 0.19
+0.28
+ 0,34
+0.40
Nach 2 Stunden unter Last ergab sich:
Stromstärke. | Potential gegen gcs. |
mA | Kalomelelektrode. V |
0 | -0.11 |
2') | -0,04 |
66 | + 0,05 |
132 | + 0.22 |
199 | +0,31 |
290 | +0.40 |
Noch bessere Ergebnisse konnten erzielt werden, wenn bei der Elektrodenherstellung kein Polymerisat
verwendet wurde. Dazu wurden 3,2 χ 1,6 mm Tantalfasern mit dem Mo — O — S-Katalysator kalt auf
ein Tantalgitter mit angepunktetem Tantalanschluß gepreßt.
Durch Tantal an Stelle Kunststoffbinder wird die Leitfähigkeit verbessert und die Polarisationsverluste
auf ein Minimum herabgedrückt.
Das Mo — O—S-Pulver gemäß Beispiel 5 wurde
in ein Gasdispersionsrohr ·-■- 0 2,54 cm — zusammen mit Tantalfasern gegeben, ein Tantaldraht diente als
Kontakt. In einer Zweikammerzelle mit Pergament-
papiermembran, 35%iger Kaliumhydroxidlösung von 65'C als Elektrolyt und glänzendem Plalinmelall
als positive Elektrode wurde geprüft.
Stromstärke. | Potential gegen gcs. | Kalomelelektrode. V |
mA | Helium | Wasserstoff |
0 | -0,74 | -1,16 |
50 | -0,60 | -1,08 |
100 | -0,47 | -1,00 |
150 | X | -0,92 |
200 | X | -0,83 |
300 | X | -0,63 |
400 | X | + 0,39 |
χ = Erreichte nicht die angegebene Stromstärke.
2 g Mo — O — S-Pulver gemäß Beispiel 5 wurden
mit 1 g Tantalfasern 1,6 χ 3,2 mm und 0,2 g Polytetrafiuoräthylen
auf ein Tantalgitter — 0 2,54 cm — mit 4220 kg/cm2 kalt gepreßt. Als elektrischer Anschluß
wurde ein Tantaldraht auf das Gitter aufgeschweißt und in der Prüfzelle des Beispiels 6 mit Hydrazin als
Brennstoff untersucht.
Potential gegen | ges. Kalomelelektrode. V | 50 C | |
Stromstärke, mA |
Vergleich | Hydrazinhydrat | -1,10 |
25 C | 25 C | -1,02 | |
0 | + 0,83 | -1,09 | -0,94 |
25 | X | -0,92 | -0,80 |
50 | X | -0,78 | -0,63 |
100 | X | -0,60 | -0,53 |
200 | X | X | |
' 300 | X | X | |
χ = Erreichte nicht die angegebene Stromstärke.
Ein Mo —O—S-Pulver (O:S = l0:1 bis 1:3)
wurde in einem Gasdispersionsrohr gemäß Beispiel 4 geprüft.
Stromstärke,
mA
mA
ΐηΐηοηοχια »
tial gegen gcs. | Kalomelelektrode, V |
Helium | Kohlenmonoxid |
+0.30 | -0,07 |
+039 | +0,01 |
+0,47 | +0,09 |
X | +0,26 |
X | +0.45 |
25
50
100
150
χ = Erreichte nicht <We angegebene Stromstärke
100
150
χ = Erreichte nicht <We angegebene Stromstärke
Beispiel 8 wurde mit reformiertem Erdgas als Brennstoff wiederholt (74% H2,6% CH4,3% CO, 17% CO2).
Stromstärke,
mA
mA
Potential gegen ges. Kalomelelektrode, V
Stickstoff | reformiertes Erdgas |
+ 0,32 | -0,17 |
+ 0,40 | -0,09 |
X | -0,02 |
χ | + 0,14 |
χ | + 0,30 |
χ | + 0,38 |
0
50
100
200
300
350
χ = Erreichte nicht die angegebene Stromstärke.
50
100
200
300
350
χ = Erreichte nicht die angegebene Stromstärke.
2 g Katalysator aus Beispiel 1 wurden mit 1,5 g Tantalfasern und 0,2 g Polytetrafluoräthylenpulver
unter einem Druck von 4220 kg/cm2 auf ein Tantalgitter — 0 2,54 cm — gepreßt, die Elektrode in einen
Polytetrafluoräthylenträger montiert und die elektrische Verbindung durch Anpressen eines Tantalringes
hergestellt.
Die positive Elektrode war ein Platin-Platinmohr-Katalysator
auf einem Tantalgitter, der Elektrolyt 10%ige Schwefelsäure und eine Kationenaustauschermembran
vorgesehen; Brennstoff Formaldehyd in Form einer 37%igen wäßrigen Lösung, Einspeisung
70 cm3 je 300 cm3 Elektrolyt; Oxidationsmittel Sauerstoff.
Stromdichte, | Spannung, V | 60 C | 90 C | |
mA dm2 | + 0,56 | + 0.70 | ||
+ 0,50 | +0,64 | |||
0 | +0,45 | +0,57 | ||
3,50 | +0,40 | + 0,51 | ||
7,00 | 4 0,35 | + 0,44 | ||
10,60 | + 0,31 | +0,38 | ||
14,10 | + 0,26 | + 0,32 | ||
17.60 | + 0,21 | + 0,26 | ||
21,20 | ||||
24,80 |
Eine Brennstoffzelle wurde gemäß Beispiel 10 zusammengestellt, mit der Ausnahme, daß an Stelle
der Schwefelsäure als Elektrolyt eine 2,5 n-HCl verwendet wurde. Auf 300 cm3 Elektrolyt wurden 70 cm3
37%ige wäßrige Formaldehydlösung zugeführt.
Stromdichte.
mA.'dm2
mA.'dm2
354
700
955
1060
1410
1590
Spannung, V
60 C
+ 0,56
+0,42
+0,29
+0,20
+0,42
+0,29
+0,20
90 C
+0,58
+0,49
+0,41
+ —
+033
+0,24
+0,20
Claims (2)
1. Brennstoffelektrode Sir Brennstoffzellen, insbesondere
zur Anwendung in einem sauren Elektrolyt,
enthaltend einen Katalysator auf der Basis «ines Molybdänoxids, dadurch gekennzeichnet,
daß der Katalysator neben dem Molybdänoxid MoOx, worin χ 2 bis 2,88 ist,
noch mindestens in den exponierten Elektroden» %o
teilen eine sulfidische Molybdänverbindung enthält und das Verhältnis Sauerstoff zu Schwefel
10:1 bis 1:3 beträgt.
2. Brennstoffelektrode nach Anspruch !,dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Katalysator auf einem elektrisch leitenden Träger, insbesondere aus Kohlenstoff
oder einem hochtemperaturbestsndlges
Metal], vorzugsweise Tantal, befindet.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US60977767A | 1967-01-17 | 1967-01-17 | |
FR161576 | 1968-08-01 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1671873A1 DE1671873A1 (de) | 1972-07-06 |
DE1671873B2 true DE1671873B2 (de) | 1975-01-02 |
DE1671873C3 DE1671873C3 (de) | 1975-08-07 |
Family
ID=26182166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1671873A Expired DE1671873C3 (de) | 1967-01-17 | 1968-01-17 | Brennstoffelektrode |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3492164A (de) |
DE (1) | DE1671873C3 (de) |
FR (1) | FR1576780A (de) |
GB (1) | GB1176633A (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3808052A (en) * | 1969-08-27 | 1974-04-30 | A Dey | Organic electrolyte cell employing molybdenum oxide cathodic electrode |
US3804672A (en) * | 1969-08-27 | 1974-04-16 | Mallory & Co Inc P R | Method of making a molybdenum trioxide electrode by pyrolytic decomposition |
US3716403A (en) * | 1969-10-20 | 1973-02-13 | Molecular Energy Corp | A method of making semi-conductive cathodes |
US3709734A (en) * | 1971-02-09 | 1973-01-09 | Mallory & Co Inc P R | Cathodes for solid electrolyte cells |
CA988155A (fr) * | 1972-06-09 | 1976-04-27 | Jean P. Gabano | Matiere active negative pour accumulateur a electrolyte acide |
JPS551818A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-09 | Hitachi Ltd | Electrode catalyst |
IN266777B (de) | 2006-03-24 | 2015-06-01 | Acal Energy Ltd | |
GB0608079D0 (en) | 2006-04-25 | 2006-05-31 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB0614338D0 (en) | 2006-07-19 | 2006-08-30 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB0614337D0 (en) | 2006-07-19 | 2006-08-30 | Acal Energy Ltd | Fuel Cells |
GB0718349D0 (en) | 2007-09-20 | 2007-10-31 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB0718577D0 (en) | 2007-09-24 | 2007-10-31 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB0801199D0 (en) | 2008-01-23 | 2008-02-27 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB0801198D0 (en) | 2008-01-23 | 2008-02-27 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB2486719B (en) | 2010-12-23 | 2013-02-13 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
GB2500031B (en) | 2012-03-07 | 2015-04-01 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3104163A (en) * | 1960-07-15 | 1963-09-17 | A M Castle & Co | Corrosion products removal deaerator |
US3393100A (en) * | 1965-10-01 | 1968-07-16 | Gen Electric | Process of generating electrical energy utilizing a fuel containing carbon monoxide and a fuel cell electrode structure therefor, comprising a carbon-monoxide resistant electrode body |
US3367802A (en) * | 1965-12-29 | 1968-02-06 | Chevron Res | Vanadium bronze fuel cell electrode |
-
1967
- 1967-01-17 US US609777A patent/US3492164A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-01-12 GB GB0913/68A patent/GB1176633A/en not_active Expired
- 1968-01-17 DE DE1671873A patent/DE1671873C3/de not_active Expired
- 1968-08-01 FR FR161576A patent/FR1576780A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1671873C3 (de) | 1975-08-07 |
FR1576780A (de) | 1969-08-01 |
US3492164A (en) | 1970-01-27 |
DE1671873A1 (de) | 1972-07-06 |
GB1176633A (en) | 1970-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1671873C3 (de) | Brennstoffelektrode | |
DE3122786C2 (de) | ||
DE2734879A1 (de) | Elektrokatalytisch wirksame substanzen, verfahren zu ihrer herstellung und daraus hergestellte katalysatoren und elektroden | |
CH659956A5 (de) | Dreistoff-metallegierungskatalysator und verfahren zu dessen herstellung. | |
DE1036345B (de) | Galvanisches Brennstoffelement | |
DE7638054U1 (de) | Elektrochemische zelle | |
DE2119702A1 (de) | Katalytisch wirksame Substanzen mit Perowskitstruktur | |
DE3642423A1 (de) | Brennstoffzelle, ternaerer metallegierungskatalysator und verfahren zu dessen herstellung | |
DE2328050C3 (de) | Katalysator für Brennstoffelektroden von Brennstoffelementen | |
DE1471743A1 (de) | Katalysatorelektroden und diese Elektroden enthaltende Brennstoffelemente | |
DE112007002462T5 (de) | Katalysatorträger für eine Brennstoffzelle | |
DE1596126A1 (de) | Brennstoffzellenelektroden und Verfahren zum Aktivieren derselben | |
DE112017006609T5 (de) | Sauerstoffreduktionskatalysator, Membran-Elektroden-Anordnung und Brennstoffzelle | |
DE1596060C3 (de) | Biegsame Elektrolytmembran für Brennstoffelemente und mit dieser Membran versehenes Brennstoffelement | |
DE1806417A1 (de) | Brennstoffzellenelektrode | |
DE1542105B2 (de) | Katalysatoren für Brennstoffelemente sowie Verfahren zu deren Herstellung | |
DE1671826C3 (de) | Brennstoffelektrode | |
DE112018001572T5 (de) | Sauerstoffreduktionskatalysator, elektrode, membranelektrodenanordnung und brennstoffzelle | |
DE112018001579T5 (de) | Sauerstoffreduktionskatalysator, elektrode, membranelektrodenanordnung und brennstoffzelle | |
DE1667030B2 (de) | Anodischer Katalysator für die Oxidation von Wasserstoff | |
WO2022184684A2 (de) | Verfahren zur herstellung eines elektrokatalysators, elektrokatalysator, elektrode für eine elektrochemische zelle, ionenaustauschmembran, verfahren zum herstellen einer ionenaustauschmembran, wasserelektrolyseur und verfahren zum herstellen eines wasserelektrolyseurs | |
EP0143300B1 (de) | Batterie aus Redoxzellen | |
DE1571985A1 (de) | Verfahren zur anodischen Oxydation von sulfidischen Verbindungen | |
DE1941931C3 (de) | Elektrode mit Katalysator und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE3145641A1 (de) | Elektrokatalysatoren, verfahren zu deren herstellung, und deren verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |