DE1796284C3 - - Google Patents

Description

trolytverlust verarbeitet werden, weil die Brennstoff¹ zelle auf jeden Fall für eine Rücklieferung des aus dem Elektrolyten stammenden Wasserstoffs in Form von Wasser sorgt, während die erforderliche Sauerstoffmenge entweder ausschließlich aus der Luft entwenn der betreffende Ak-

Sauerstoff auf diese Weise w.eder ergänzt

5 wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. nicht allein abhängig von der Menge der in der Zeit-Patentanspruch: einheit zu Wasser rekombinierten Gase, sondern

   auch von der gerade herrschenden Außen- und Be-

   Wartungsfreier elektrischer Akkumulator mit triebstemperatur, so daß sich keine feste Bezugstemeinem in. Wasser gelösten Elektrolyten und 5 peratur für die Steuerung ergibt,
   mit über den Elektrodenplatten angeordneten Ziel der Erfindung ist ein wartungsfreier Akkumu-

   Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen zur Bin- lator, der unabhängig von äußeren Einflüssen, wie dung der bei der elektrochemischen Zersetzung ?.. B. Umgebungs- oder Betriebstemperatur, die Redes Elektrolyten frei werdenden Gase sowie zur kombination der unter bestimmten Bedingungen entErzeugung eines von der Klemmspannung des xo stehenden Gase Wasserstoff und Sauerstoff ermög-Akkumulators unabhängigen Hilfspotentials, licht und gleichzeitig ein Hilfspotential zur Bestimdadurch gekennzeichnet, daß er an mung des Ladezustandes bzw. zur Steuerung einci Stelle der Zellenverschlußstopfen in den Öffnun- Ladestromquelle liefert.

   gen der ZeHendeckel Brennstoffzellen enthält, die Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Akku-

   oberhalb einer Ionenaustauschermembran eine 15 mulator gemäß der Erfindung an Stelle der Zellenfür Sauerstoff selektive und unterhalb dieser verschlußstopfen in den öffnungen der Zellendeckel Ionenaustauschermembran eine für Wasserstoff Brennstoffzellen enthält, die oberhalb einer Ionenausselektive Elektrode haben und die die bei Überla- tauschermembran eine für Sauerstoff selektive und dung oder Selbstentladung des Akkumulators unterhalb dieser Ionenaustauschermerrbran eine für entwickelten Gase Wasserstoff und Sauerstoff un- ao Wasserstoff selektive Elektrode haben und die die ter gleichzeitiger Stromabgabe in Wasser zurück- bei Überladung oder Selbstentladung des Akkumulaverwandeln. tors entwickelten Gase Wasserstoff und Sauerstoff

   unter gleichzeitiger Stromabgabe in Wasser zurückverwandeln.

   »5 in der Zeichnung ist eine in eine Akkumulatorzelle

   eingeschraubte, erfindungsgemäß verwendete Brennstoffzelle im Schnitt dargestellt, an Hand derer die

   Die Erfindung betrifft einen wartungsfreien Akku- Erfindung im folgenden näher erläutert werden soll, mulator mit einem in Wasser gelösten Elektrolyten Die Brennstoffzelle besteht aus einem Gehäuse 1

   und mit über den Elektrodenplatten angeordneten 30 mit einem Gewinde!, mit dessen Hilfe sich die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen, die sowohl Brennstoffzelle an Stelle eines Verschlußstopfens in zur Bindung der bei der elektrochemischen Zerset- die Öffnung des Deckels einer Zelle einschrauben zung des Elektrolyten frei werdenden Gase als auch läßt. Das Gehäuse ist am oberen Ende durch eine zur Erzeugung eines von der Klemmenspannung des poröse, hydrophobe Scheibe 3 aus Polytetrafluor-Akkumulators unabhängigen Hilfspotentials dienen. 35 tthylen abgeschlossen und enthält drei Schichten, Bei bekannten Akkumulatoren mit saurem oder nämlich eine als Sauerstoffelektrode dienende auch alkalischem Elektrolyten sind über den Elektro- Schicht 4, eine als Elektrolyt dienende Ionenaustaudenplatten Absorptionsmittel zur Bindung frei wer- schermembran 5 und eine als Wasserstoffelektrode dender Gase vorgesehen, die hauptsächlich eine in- dienende Schicht 6, wobei die Schichten 4 und 6 folge von Überladung auftretende Zersetzung des 40 dicht an der Ionenaustauschermembran 5 anliegen. Elektrolyten reversibel zu machen und mindestens Die Saueretoffelektrode 4 besteht aus porösem Poeinen Teil der aus dem Wasser elektrolytisch erzeug- lyäthylen und Kohle und enthält Kobaltphthalocyaten Gase Sauerstoff bzw. Wasserstoff wieder zu Was- nin als die Sauerstoffreduktion selektiv beeinflussenser zu rekombinieren gestatten. Bekannt sind Mittel den Katalysator.

   zur katalytischen Rekombination beider Gassorten, 45 Die Wasserstoffelektrode 6 besteht aus porösem soweit diese in stöchiometrisch äquivalenten Mengen Polyäthylen und Kohle und enthält Wolframcarbid anfallen, Mittel zur Unterdrückung der einen oder als die Wasserstoffoxydation selektiv beeinflussenden der anderen Gassorte durch entsprechende Bemes- Katalysator.

   sung der polaren Kapazitäten eines Akkumulators Aus den beiden Elektrodenschichten 4 und 6 wer-

   sowie gasaufzehrende Hilfselektroden, die jedoch nur 50 den Anschlußklemmen 7 und 8 nach außen geführt,
   geringe Potentiale aufweisen und insbesondere auf Die Brennstoffzelle ist in die in der Figur angedeu-

   der Wasserstoffseite erhebliche Nachteile bringen, da tete Akkumulatorenzelle 9 mit Elektrolyt 10 und edelmetallhaltige Hilfselektroden in Verbindung mit Elektrodenplatten 11 eingeschraubt,
   den negativen Platten Lokalelemente bilden und so- Findet nun beim Ladevorgang im Innern des Ak-

   mit die durch Selbstentladen eines Akkumulators 55 kumulators eine Entwicklung von Wasserstoff und entstehende zusätzliche Wasserstoffentwicklung noch Sauerstoff statt, so wird der Wasserstoff an der Elekvermehren. Schließlich muß in allen Fällen auch da- trode 6 oxydiert, während gleichzeitig an der Saueriür gesorgt sein, daß überschüssige Gase, meist Was- Stoffelektrode Sauerstoff reduziert wird, der entweserstoff, aus dem Zellenraum entweichen können. der aus der Luft stammt oder durch die Elektrode 6 Deshalb ist es bisher nicht möglich gewesen, wirklich 60 und die Ionenaustauschermembran 5 hindurch zur gasdichte Akkumulatoren herzustellen oder solche, Sauerstoffelektrode 4 diffundiert ist. Zwischen den die auch nach längerer Betriebszeit keiner Auffüllung Klemmen 7 und 8 entsteht ein Hilfspotential, das mit Wasser bedürfen. man zur Steuerung einer Ladestromquelle oder zur

   Es ist weiterhin bekannt, über den Temperatur- Bestimmung des Ladezustandes verwenden kann,
   gang, der bei der Rekombination der Gase Wasser- 65 Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung stoff und Sauerstoff an dem Rekombinatior.skataly- besteht darin, daß auch stöchiometrisch ungleiche sator auftritt, eine Ladevorrichtung zu steuern. Die Mengen Wasserstoff und Sauerstoff, die z. B. bei der am Katalysator herrschende Temperatur ist jedoch Selbstentladunj» entstehen können, ohne jeden Elek-