DE171346T1 - Verfahren und vorrichtung zur zufuehrung von elektrolyt zu einer brennstoffzellenbatterie. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur zufuehrung von elektrolyt zu einer brennstoffzellenbatterie.

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DE171346T1 DE198585630118T DE85630118T DE171346T1 DE 171346 T1 DE171346 T1 DE 171346T1 DE 198585630118 T DE198585630118 T DE 198585630118T DE 85630118 T DE85630118 T DE 85630118T DE 171346 T1 DE171346 T1 DE 171346T1
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fuel cell
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Joseph Victor Glastonbury Connecticut 06033 Congdon
James Gaeton Granby Connecticut 06035 English
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Claims (13)

ÜBERSETZUNG Anmeldung Nr. 85630118.9 United Technologies Corp. PATENTANSPRÜCHE:
1. Bei einem Verfahren zum Zugeben von Elektrolyt zu einem Brennstoffzellenstapel, wobei der Stapel mehrere plattenartige Elemente aufweist, die mehrere Brennstoffzelleneinheiten bilden, welche eine über der anderen und einander berührend angeordnet sind, wobei die Einheiten eine im wesentlichen ebene, sich vertikal erstreckende äußere Seite bilden, wobei jede Einheit eine Zelle umfaßt, die zwei plattenartige, gegenseitigen Abstand aufweisende, für Gas poröse Elektroden mit einer dazwischen angeordneten porösen Matrixschicht zum Festhalten des Elektrolyts während des Zellenbetriebes hat und wobei jede Einheit außerdem ein plattenartiges, im wesentlichen nichtporöses Trennstück enthält, das zwischen den Zellen von benachbarten Einheiten angeordnet ist, die Verbesserung beinhaltend:
Hervorstehenlassen wenigstens eines der plattenartigen Elemente jeder Brennstoffzelleneinheit aus der Stapelseite, um mehrere horizontale Ansätze zu bilden, die einer über dem anderen angeordnet sind;
Aufbringen von verdünntem Elektrolyt direkt aus einer Elektrolytzufuhreinrichtung auf im wesentlichen die volle Länge, parallel zu der Stapelseite, wenigstens des obersten Ansatzes, wobei die Ansätze so ausgebildet und angeordnet sind, daß wenigstens ein Teil des aufgebrachten Elektrolyts wasserfallartig von Ansatz zu Ansatz und an der Seite des Stapels nach unten läuft, wobei der aufgebrachte Elektrolyt durch Kapillarwirkung in den Elementen des Stapels absorbiert wird und wobei der Schritt des Aufbringens fortgesetzt wird, bis sämtliche Elektroden und Matrixschichten des Stapels mit dem verdünnten Elektrolyt vollständig gesättigt sind; und
anschließendes Verdampfen von Flüssigkeit aus den gesättigten Elementen unter kontrollierten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen, bis der Stapel ein gewünschtes Elektrolytvolumen und eine gewünschte Elektrolytkonzentration enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der verdünnte Elektrolyt nur auf den obersten Ansatz direkt aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Hervorstehenlassens wenigstens eines der plattenartigen Elemente beinhaltet, nur das Trennstück jeder Brennstoffzelleneinheit hervorstehen zu lassen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Teil des aufgebrachten Elektrolyts am Anfang durch den Stapel nicht absorbiert wird und beim Ablaufen von dem Stapel wieder aufgefangen wird, wobei der wiederaufgefangene verdünnte Elek-
trolyt während des Verfahrens zurückgeleitet und wieder auf die Ansätze aufgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Elektrolytzufuhreinrichtung eine Leitungsanordnung aufweist, beinhaltend den Schritt, die Leitungsanordnung oberhalb wenigstens des obersten Ansatzes anzuordnen, wobei die Leitungsanordnung mehrere diskrete Öffnungen hat, die in gegenseitigem Abstand im wesentlichen gleichmäßig über die Länge des Ansatzes parallel zu der Stapelseite verteilt sind, wobei der Schritt des Aufbringens von Elektrolyt beinhaltet, verdünnten Elektrolyt aus den Öffnungen direkt auf den Ansatz tropfen zu lassen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens von Elektrolyt beinhaltet, Phosphorsäureelektrolyt aufzubringen.
7. Brennstoffzellensystem mit:
einem Brennstoffzellenstapel, der mehrere Brennstoffzelleneinheiten aufweist, die eine über der anderen und in gegenseitiger Berührung angeordnet sind, wobei jede Einheit mehrere plattenartige Elemente aufweist, die zwei plattenartige, gegenseitigen Abstand aufweisende, für Gas poröse Elektroden mit einer dazwischen angeordneten Matrixschicht zum Festhalten des Elektrolyts während des Zellenbetriebes haben, wobei die beiden Elektroden und die Matrixschicht eine Brennstoffzelle bilden, wobei jede Einheit außerdem ein plattenartiges, im wesentlichen nichtporöses Trennstück enthält, wobei der Stapel eine im wesentlichen ebene, sich vertikal erstreckende, durch die Einheiten gebildete äußere Seite hat und wobei wenigstens eines der plattenartigen Elemente jeder Brennstoffzelleneinheit aus der Stapelseite nach außen vorsteht, so
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daß mehrere horizontale Ansätze gebildet sind, die längs der Seite einer über dem anderen angeordnet sind; und einer Einrichtung außerhalb des Stapels zum Aufbringen von Elektrolyt direkt auf im wesentlichen die volle Länge, parallel zu der Stapelseite, wenigstens des obersten Ansatzes .
8. System nach Anspruch 7, mit einer Zufuhr verdünnten Elektrolyts, wobei die Einrichtung zum Aufbringen von Elektrolyt eine Leitung ist, die mit der Zufuhr verdünnten Elektrolyts verbunden ist und mehrere diskrete öffnungen hat, die in gegenseitigem Abstand über die Länge des obersten Ansatzes parallel zu der Stapelseite verteilt sind, wobei die Leitung so ausgebildet ist, daß Elektrolyt aus den öffnungen auf den Ansatz tropfen kann, und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Fördern von verdünntem Elektrolyt von der Zufuhr zu der Leitung.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze durch einen hervorstehenden Teil der Trennstückplatte jeder Einheit gebildet sind.
10. System nach Anspruch 9, wobei eine der Elektroden jeder Brennstoffzelle mehrere Gaskanäle enthält, die sich über sie rechtwinkelig zu der Stapelseite erstrecken und dazu dienen, ein Reaktionsgas über die Zelle zu leiten, wobei das System einen Reaktionsgasverteiler aufweist, der mit der Stapelseite in abgedichteter Berührung ist und eine Verteilerkammer in Gasverbindung mit sämtlichen Kanälen bildet, wobei die Ansätze und die Einrichtung zum Aufbringen von Elektrolyt innerhalb der Verteilerkammer angeordnet sind.
11. System nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum
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Aufbringen von Elektrolyt eine Leitung ist, die mehrere diskrete öffnungen hat, welche in gegenseitigem Abstand über der Länge des obersten Ansatzes parallel zu der Stapelseite angeordnet sind, um Elektrolyt aus den öffnungen auf den Ansatz tropfen zu lassen.
12. System nach Anspruch 11, mit einer der Leitung zugeordneten Einrichtung zum Zurückleiten von verdünntem Elektrolyt zu der Leitung, der am Anfang auf den obersten Ansatz aufgebracht worden, von dem Stapel aber heruntergelaufen ist.
13. System nach Anspruch 8, wobei der Elektrolyt Phosphorsäure ist.
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