DE1947899C3 - Brennstoffzelle - Google Patents
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Description
55
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle, mit einem zwischen einer Brennstoffelektrode und einer Sauerstoffelektrode liegenden Elektrolytkörper, der ein
Fluorkohlenstoffpolymerengel mit einer darin unbeweglichen Säure sowie eine inerte anorganische en
Verbindung enthält, die ein Oxid, Sulfat oder Phosphat von Zirkonium, Tantal, Wolfram, Chrom oder Niob oder
Mischungen daraus in Form eines feinen Pulvers ist.
Eine Brennstoffzelle der eingangs genannten Art ist aus der FR-PS 14 93 948 bekannt und kann in einem hi
Temperaturbereich von etwa 80 bis 2500C betrieben werden. Die Brennstoffzelle weist einen dünnen
biegsamen Elektrolytkörper auf, der aus einem flüssigen
Elektrolyten besteht, der in einem Netzwerk unbeweglich gemacht, worden ist, das aus einer inerten,
anorganischen Verbindung besteht, die mit einem durch Koagulieren hergestellten Fluorkohlenstoffpolymeren
netzwerkartig gebunden ist Diese Anordnung vereinigt die Vorteile eines freien, flüssigen Elektrolyten mit
denen eines festen Elektrolyten vom Ionenaustauschtyp und stellt, obgleich es außerordentlich dünn ist, eine
wirksame Gassperre zwischen der Anode und Kathode dar. Mehrschichtig aufgebaute Elektrolytkörper sind
ferner aus der DE-AS 12 67 296 bekannt Schließlich ist aus der AT-PS 2 59 650 ein Elektrolytkörper bekannt,
der aus zwei saugfähigen faserartigen, nicht leitenden Schichten besteht, zwischen denen eine gasundurchlässige ionendurchlässige elektrolytspeichernde Trennwand liegt, welche aus Graphit, Nickel oder rostfreiem
Stahl besteht, um sowohl elektrisch leitend als auch korrosionsbeständig zu sein. Anstelle einer einzigen
Trennwand kann auch eine nicht leitende, absorbierende Trennschicht zwischen zwei leitenden, elektrolytspeichernden Trennwänden vorgesehen werden.
Die Vorteile, die mit dem Betrieb von Brennstoffzellen in diesem Temperaturbereich verbunden sind, sind
bekannt Beispielsweise nehmen mit steigender Temperatur die elektrochemischen Reaktionsgeschwindigkeiten an den Elektroden zu und die Zellen können bei
höheren Stromdichten und mit größerem Wirkungsgrad als bei normalen Raumtemperaturen betrieben werden.
In Brennstoffzellen, in denen H2O als Produkt auftritt,
werden bei erhöhten Zellentemperaturen das Produkt H2O und die in den Zellen als Ergebnis des
Zellenwiderstandes und der Elektrodenpolarisation erzeugte Wärme leichter entfernt Eines der Hauptprobleme in derartigen Zellen, insbesondere in sauren
Zellen, ist jedoch die Entwicklung von Elektrolyten, die in einem solchen Temperaturbereich ohne Verschlechterung zu arbeiten vermögen.
Flüssige Elektrolyte, z. B. starke Säuren, wie konzentrierte H2SO4 und H3PO4, haben de« Vorteil, daß durch
Polarisation und Elektrolytwiderstand verursachte Leistungsverluste in der Zelle auf ein Mindestmaß
beschränkt bleiben. Wenn jedoch die Temperatur einer Brennstoffzelle erhöht wird, ist es schwierig, den freien
Elektrolyten zwischen den Elektroden zu halten. Feste, dünne Elektrolyte, z.B. anorganische und organische
Ionenaustauschmembrane, werfen nicht das Problem auf, wie der Elektrolyt gehalten werden soll, und sie
gestatten auch, daß die Elektroden näher aneinander herangebracht werden, und sorgen dabei trotzdem für
eine wirksame Trennung zwischen der Brennstoffelektrode und der Sauerstoffelektrode, wodurch eine
günstigere Zellenkonstruktion ermöglicht wird. Im allgemeinen besitzen jedoch diese festen Elektrolyte
höheren elektrischen Widerstand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzelle der eingangs beschriebenen Bauart
hinsichtlich ihres zulässigen Säuregehalts zu verbessern, um dadurch einen möglichst niedrigen elektrolytischen
Widerstand zu erreichen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der
in an sich bekannter Weise aus Schichten aufgebaute Elektrolytkörper aus zwei Schichten besteht, wovon die
eine Schicht ein Netzwerk aus Fluorkohlenstoffpolymerengel und Kohlenstoffpulver ist, welches die
unbewegliche Säure enthält, und gegebenenfalls die inerte anorganische Verbindung aufweist, während die
andere Schicht ein Netzwerk aus Fluorkohlenstoffpolymerengel mit der inerten anorganischen Verbindung
aufweist, welche die unbewegliche Säure enthält, die
von Kohlenstoffpulver freie Schicht dünner als die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht ist und die
Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht der Brennstoffelektrode benachbart liegt
Durch die große Oberfläche des Kohlenstoffpulvers und die ausgezeichnete Stabilität des Kohlenstoffpulvers in Säuren wird ein höherer Säureanteil als bisher
möglich. Dabei wird durch die vom Kohlenstoffpulver
freie Schicht, welche eine elektrisch isolierende Schicht bildet, verhindert, daß durch eine unerwünschte
Elektronenleitfähigkeit die Leistungsabgabe der Zelle herabgesetzt werden kann.
Zusätzlich zu dem dielektrischen Beitrag, den die dünnere Schicht beisteuert, verhindert sie auch den
Abbau der Kohlenstoffpulver enthaltenden Schicht durch Oxidation. Es wurde gefunden, daß die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht, wenn sie in unmittelbare Nachbarschaft zur Sauerstoffelektrode und in
Berührung mit dem Platinmetall-Katalysator gebracht wird, beim Betrieb der Zeiie bei Temperaturen oberhalb
etwa 600C sich verschlechtert. Indem man die von
Kohlenstoffpulver freie Schicht als Sperre zwischen die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht und die Sauerstoffelektrode bringt, vermeidet man das Problem des
Abbaus des Elektrolytkörpers an der Sauerstoffelektrode.
Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen vergrößerten Schnitt durch einen in der
erfindungsgemäßen Brennstoffzelle verwendeten Elektrolytkörper und
F i g. 2 den Potentialverlauf der Brennstoffzelle, abhängig von der Belastung.
Die gesamte Dicke des Elektrolytklörpers beträgt
etwa 0,127 bis 1,27 mm, im typischen Falle etwa 0,254 bis
0,762 mm. Die dickere Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht ist im typischen Falle etwa 0,254 bis 0,762 mm
und die dünnere Sperrschicht im typischen Falle etwa 0,0508 bis 0,254 mm dick. Die dickere, Kohlenstoffpulver
enthaltende Schicht ist überschlägig etwa 5- bis lOmal
so dick wie die dünnere Schicht Beispielsweise ist in einem 0,508 mm dicken Elektrolytkörper die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht zweckmäßigerweise
etwa 0,432 mm und die dünnere gegen die Sauerstoffelektrode anliegende Schicht etwa 0,676 mm dick.
Sowohl die relativen Dicken der beiden Schichten als auch die gesamte Dicke sind wichtig. In dem
Elektrolytkörper steuert die dickere, Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht mit dem darin unbeweglich
gemachten, flüssigen Elektrolyten die gewollt hohe elektrolytische Leitfähigkeit und Stabilität der Membran und die dünnere Schicht des Elektrolytkörpers die
dielektrische Eigenschaft d. h. die niedrige Elektronenleitfähigkeit bei. Die relativen Dicken der beiden
Schichten ergeben die gewünschte Kombination aus hoher elektrolytischer Leitfähigkeit, niedriger Elektronenleitfähigkeit und Stabilität
Wie oben angegeben, weist die dickere Schicht als wesentlichen Bestandteil Kohlenstoffpulver auf, das in
einem Fluorkohlenstoffpolymerengel gebunden ist Diese Kohienstoffpulver enthaltende Schicht kann in
weiterer Ausgestaltung der Erfindung einen Anteil der genannten inerten anorganischen Verbindungen enthalten. Diese Verbindungen sind gegenüber der Säure, z. B.
heißer, konzentrierter H3PO4, unter den Betriebsbedingungen der Zelle im wesentlichen inert und liegen in
Form feiner Pulver vor: dabei können eine oder mehr
Verbindungen vorhanden sein. Vermutlich verhindern
sie die Verformung des Elektrolytkörpers, wo der Drurk
beim Zusammenbau eine Höhe von 3,5 bar erreichen kann.
Die Art des verwendeten Kohlenstoffpulvers ist nicht kritisch, jedoch ist ein Oberflächeninhalt von mindestens etwa 1 tnVg wünschenswert Beispiele für
geeignete Kohlenstoffpulver sind Acetylenruß, Channel-Black Sorten oder feingemahlene Holzkohlenpul-
ver.
Wie oben angegeben, müssen die anorganischen Teilchen gegenüber der Zellenumgebung im wesentlichen inert sein. Ausgewählt werden sie nach ihrer
Fähigkeit die Verformung des Elektrolytkörpers zu
verhindern, und nach ihrer Fähigkeit die unbeweglich
gemachte Säure während des Betriebes der Zelle zurückzuhalten.
Bei der Herstellung des Elektrolytkörpers ist es wichtig, daß das Fluorkohlenstoffpolymere in Form
einer Emulsion anstatt in Form einev iiilvers verwendet
wird. Wenn es ais Pulver verwendet Mfird, neigt das
Polymere dazu, eine feinteilige Form beizubehalten. Als
Emulsion verwendet bildet es ein Netzwerk, das die freie Säure einschließt Dieses aus der Emulsion
koaguHvirte Netzwerkgebilde wird hier als Gel bezeichnet Ein Beispiel für geeignete Fluorkohlenstoffpolymere ist Polytetrafluorethylen.
Der flüssige Säureelektrolyt kann Phosphor- oder Schwefelsäure sein. Die Säure kann in wäßriger Lösung
vorliegen. Die Konzentration der Säure in der Brennstoffzelle hängt von den Arbeitsbedingungen der
Zelle, z.B. der Betriebstemperatur und der relativen Feuchtigkeit der in die Brennstoffzelle eintretenden
Gase ab. in Abhängigkeit von diesen Bedingungen
nimmt der Körper Wasser auf oder gibt Wasser ab, bis
ein Gleichgewicht eingestellt ist Im typischen Falle jedoch ist die Konzentration für Phosphorsäure
oberhalb 85% und für Schwefelsäure zwischen J5 und 35%. Phosphorsäure ist der bevorzugte Elektrolyt
Die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht setzt sich, wie- oben angezeigt, aus drei oder vier Bestandteilen
zusammen, nämlich einem Netzwerk aus gegebenenfalls inerten, anorganischen Verbindungen in Form feiner
Pulver, Kohlenstoffpulver, das mit einem Fluorkohlen
stoffpolymerengel gebunden ist und einer flüssigen
Säure, die in der Grundmasse unbeweglich gemacht worden ist Die Konzentrationen dieser Bestandteile
werden so eingestellt, daß man einen Elektrolytkörper mit optimaler elektrolytischen Leitfähigkeit, Flexibilität,
Stabilität und Fähigkeit freie Säure zurückzuhalten, erhält Im allgemeinen enthält die dickere Schicht 5 bis
90 Gew.-% Kohienstoffpulver, 0 bis 80 Gew.-% inerte, anorganische Verbindungen in Form feiner Pulver und 5
bis 90 Gew.-% Fluorkohlenstoffpolymerengel. Der
Gehalt an unbeweglich gemachter Säure beträgt 30 bis
70 Gew.-%. In einer Ausführungsform enthält eine kohlenstoffpulverhaltige Schicht Kohienstoffpulver,
Zirkoniumphosphatpulver, Polytetrafluoräthylen-Ge!
und PhosphorsäUi e.
bo Die dünnere Schicht, die zwischen der Kohlenstoff
enthaltenden Schicht und der Sauerstoffelektrede liegt
und einen hohen Elektronenwiderstand aufweist, setzt sich aus drei Bestandteilen zusammen: Einem Netzwerk
aus einer inerten, anorganischen Verbindung in Form
eines feinen Pulvers, das mit einem Fluorkohlenstoffpolymerengel gebunden ist, und einer flüssigen Säure, die
in dem Netzwerk unbeweglich gemacht worden ist. Die Konzentrationen der Bestandteile im Netzwerk liegen
auf säurefreier Basis im allgemeinen im Bereich von 70 bis 95 Gew.-% inerte, anorganische Verbindung und 5
bis 30 Gew.-% Fluorkohlenstoffpolymerengel. Der Gehalt an der unbeweglich gemachten Säure beträgt
etwa 30 bis 70 Gew.-%. Eine typische dünnere Schicht besteht aus Zirkoniumphosphatpulver, Polytetrafluoräthylen-Gel
und Phosphorsäure.
Die beschriebenen Elektrolytklörper weisen außergewöhnlich gute elektrische Eigenschaften, d. h. hohe
elektrolytische Leitfähigkeit und niedrige Elektronenleitfähigkeit, auf. Die elektrolytische Leitfähigkeit
solcher Körper wurde in einer arbeitenden Zelle bestimmt, indem der Innenwiderstand der Zelle
gemessen wurde. Dieser Innenwiderstand der Zelle kann im wesentlichen dem Widerstand des Elektrolytkörpers
zugeschrieben werden. Bei einer Zelle mit 8,5 cm Länge und 8,5 cm Breite, deren Elektrolytkörper
0,5 mm dick war, wurde ein Widerstand bei etwa 150° C
(c) Zusammensetzung der Kohlenstoff
enthaltenden Schicht
enthaltenden Schicht
Kohlenstoffpulver enthaltende Schichten verschiedener Zusammensetzungen wurden aus Zirkoniumdioxid,
Poly te traf luoräthylen-Emulsion, Kohlenstoffpulver und
85- bis 100%ige H3PO4 hergestellt. Die Tabelle I zeigt
die Prozente Kohlenstoffpulver, Polytetrafluoräthylen-Emulsion und Zirkoniumdioxid, die zur Herstellung
repräsentativer Grundmassen verwendet wurden.
Probe
Daraus ergibt sich ein spezifischer Widerstand des Elektrolytkörpers bei etwa 150° C von 4 bis 29 Ohm-cm.
Der elektrische Widerstand solcher Körper wurde ebenfalls bestimmt, nachdem die Säure durch Auslaugen
in Wasser entfernt worden war, und lag in allen Fällen oberhalb 1000 Ohm.
F i g. 1 zeigt einen Elektrolytkörper 10, dessen dickere Schicht 11 (0,432 mm dick) beispielsweise aus Kohlenstoff-
und Zirkoniumphosphatpulver besteht, die mit einem PTFE-Polymeren in einem Netzwerk gebunden
sind, wobej 85 bis 100%ige H3PO4 in diesem Netzwerk
unbeweglich aufgenommen werden, und dessen dünnere Schicht 12 (0,0762 mm dick) beispielsweise aus
Zirkoniurrfphosphatpulver, das mit PTFE-Polymeren in
einem Netzwerk gebunden ist, und 85 bis 100%iger H3PO4 besteht, die in diesem Netzwerk unbeweglich
aufgenommen ist.
Die F i g. 1 zeigt den zwischen einem Brennstoffkatalysator und einem Sauerstoffkatalysator 16 in einer
Brennstoffzelle angeordneten Elektrolytkörper 10. Der Brennstoffkatalysator 15 ist eine Platinschwarzschicht,
die in der Oberfläche 14 der Kohlenstoff enthaltenden Schicht 11 des Elektrolytkörpers 10 eingebettet ist. Der
Sauerstoffkatalysator 16 ist eine Platinschwarzschicht, die in der Oberfläche 17 der dünnen Schicht 12 des
Elektrolytkörpers 10 eingebettet ist. Feinmaschige Gitter 18 und 19 sind über den Katalysatorschichten 15
bzw. 16 als Stromleiter befestigt.
Dieses Beispiel veranschaulicht die bevorzugte Methode zur Herstellung des Elektrolytkörpers.
(a) Stoffe
Alle in diesem Beispiel verwendeten Stoffe sind im Handel erhältliche Chemikalien. Es wird handelsgängiges
Zirkonerdepulver verwendet, das bei der Umsetzung mit der Phosphorsäure in den unten beschriebenen
Mengen in Zirkoniumphosphat umgewandelt wird.
(b) Zusammensetzung der Sperrschicht
Die folgenden Bestandteile wurden zur Herstellung der Sperrschicht verwendet:
Zirkoiiiurndioxid 90 g
H3PO4 250 g
Polytetrafluoräthylen-Emulsion 50 cm3
%C
% PTIE-Emulsion
% ZrO,
A | in | 90 | — |
B | 25 | 75 | _ |
C | 69 | 31 | - |
D | 85 | 15 | - |
E | 4 | 41 | 55 |
F | 6 | 29 | 65 |
G | 18 | 51 | 31 |
H | 24 | 47 | 29 |
I | 33 | 41 | 26 |
J | 6 | 40 | 54 |
Der als 100%ige H3PO4 abgedrückte Säuregehall
dieser Stoffe reicht von 40 bis 65 Gew.-%. Der Säuregehalt wurde durch Titrieren nach dem Auslauger
mit Wasser bestimmt.
(d) Herstellung des Elektrolytkörpers
Zunächst werden die beiden getrennten Schichter hergestellt, indem ihre Bestandteile vermischt, da:
Gemisch auf etwa 100 bis 250° C erhitzt wird, um das Polymere zu koagulieren, und indem dann das erhaltene
Material, beispielsweise durch Walzen oder Pressen geformt wird. Die beiden getrennt hergestellter
Schichten werden dann in der gewünschten Dicke zusammengepreßt oder gewalzt
Beispiel 2
Betriebsverhalten des Elektrolytkörpers
Betriebsverhalten des Elektrolytkörpers
Es wurden Elektrolytkörper hergestellt, inderr Proben der Tabelle I mit der in Beispiel 1 beschriebenen
von Kohlenstoffpulvern freien Schicht in einen-Dickenverhältnis von etwa 7:1 zusammengewalzi
wurden.
Die Elektrolytkörper wurden in einer Brennstoffzelle geprüft, die der in F i g. 1 gezeigten ähnlich war, wöbe
Platinschwarz als Brennstoff- und Sauerstoffkatalysatoi
verwendet wurde. Reiner H2 wurde der Brennstoffelektrode
zugeführt. Der Sauerstoffelektrode wurde Lufi zugeführt Die Zelle wurde bei einer Temperatur vor
etwa 145° C betrieben. Die Zellenleistung und dei spezifische Widerstand der Elektrolytmembran aul
Grund des Zellenwiderstandes wurden bestimmt Die ZeUengesaiiitgröSe war 83 χ 8,5 cm, und die Dicke des
Elektrolytkörpers betrug 0,5 mm. Die Ergebnisse werden in Tabelle II wiedergegeben.
Zellenspannung und -Widerstand des Elektrolytkürpers, dessen die Kohlenstoff enthaltene Schicht,
J, O und H, den Proben in der Tabelle I entspricht
Zellen | Zellen- | Spez. | |
spannung | widerstand | Widerstand | |
bei | bei | bei | |
lOOmA/cm2 | I5O°±5 (. | 15O°±5 t | |
(Volt) | (Ohm) | (Ohm-cm) | |
J-G | 0,745 | 9-I3X10 ' | 13-19 |
G-C | 0,795 | 5,7-8XlO ' | 8,3-11,6 |
H-C | 0,765 | 10-13 x 10 ■' | 14,5-19 |
Ein Elektrolytkörper, der der Probe J des Beispiels 2 ähnlich war, wurde wie in Beispiel 2 in einer
Brennstoffzelle geprüft, wobei unreiner H2, der 22,1%
CO2, 3,05<% CO, 035% CH4, Rest H2 enthielt, als
Brennstoff verwendet wurde. Das Zellenpotential wurde bei verschiedenen Stromdichten, die bis zu etwa
180 mA/cm2 reichten, gemessen. Die Ergebnisse werden
in F i g. 2 gezeigt.
Fig.2 zeigt, daß die Brennstoffzelle bei hohen Stromdichten mit einem hohen Zelienpotential und
niedriger Polarisation betrieben werden konnte. Beispielsweise betrug bei einer Stromdichte von
90 mA/cm2 das Zellenpotential etwa 0,79 Volt, und bei 120 mA/cm2 betrug das Zellenpotential 0,75 Volt.
1(1 Beispiel 4
Ein Elektrolytkörper, der dem in Beispiel 3 beschriebenen ähnlich war, wurde in einer Brennstoffzelle
verwendet, die unter den selben Bedingungen, wie sie in -, Beispiel 3 angegeben wurden, nur mit der Abänderung
geprüft wurde, daß die Prüfung, während die Stromdichte bei 100 mA/cm2 gehalten wurde, erfolgte und das
7«iJJ0nnr«»en£jol öle PnrvlMtnn A**r *7«jf Koiitjmmt iiiijj*He
Diese Prüfung der Lebensdauer wurde während eines Zeitraumes von etwa 2500 Stunden durchgeführt. Das
Zellenanfangspotential betrug 0,76 Volt, und am Ende des Versuches betrug das Potential 0,69 Volt.
Bei Verwendung von reinem Wasserstoff als Brennstoff betrugen die entsprechenden Spannungen bei
100 mA/cm2 0,78 Volt zu Beginn des Versuches und 0,73
Volt nach einer Prüfung von 2500 Stunden.
Claims (6)
1. Brennstoffzelle, mit einem zwischen einer Brennstoffelektrode und einer Sauerstoffelektrode
liegenden Elektrolytkörper, der ein Fluorkohlenstoffpolymerengel mit einer darin unbeweglichen
Säure sowie eine inerte anorganische Verbindung enthält, die ein Oxid, Sulfat oder Phosphat von
Zirkonium, Tantal» Wolfram, Chrom oder Niob oder Mischungen daraus in Form eines feinen Pulvers ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise aus Schichten aufgebaute
Elektrolytkörper (10) aus zwei Schichten (11, 12) besteht, wovon die eine Schicht (11) ein Netzwerk
aus Fluorkohlenstoffpolymerengel und Kohlenstoffpulver ist, welches die unbewegliche Säure enthält,
und gegebenenfalls die inerte anorganische Verbindung aufweist, während die andere Schicht (12) ein
Netzwerk aus Fluorkohlenstoffpolymerengel mit der inerten anorganischen Verbindung aufweist,
welche die unbewegliche Säure enthält, die von Kohlenstoffpulver freie Schicht (12) dünner als die
Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht ist und die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht (11) der
Brennstoffelektrode benachbart liegt
2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffpulver eine
Oberfläche von mindestens 1 mVg aufweist
3. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht 5 bis 30% K<hlenstoffpulver, 0 bis
80% der inerten, anorganischen Verbindung und 5 bis 90% des Fluorkohlenstoffp-iymerengels und die
dünnere Schicht 70 bis 95% der inerten, anorganisehen Verbindung und 5 bis 30% des Fluorkohlenstoffpolymerengels enthält
4. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure, die in den
Schichten unbeweglich gemacht worden ist, etwa 30-bis 70gew.%ig ist
5. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Dicke des Elektrolytkörpers 0,127 bis 1,27 mm beträgt und
die Kohlenstoffpulver enthaltende Schicht 5- bis lOmal so dick wie die dünnere Schicht ist
6. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inerte, anorganische Verbindung Zirkoniumphosphat, das Fluorkohlenstoffpolymere Polytetrafluorethylen und die unbeweglich
gemachte Säure 85 bis 100%ige Phosphorsäure ist.
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3717506A (en) * | 1971-01-28 | 1973-02-20 | Us Army | High voltage deposited fuel cell |
US3852169A (en) * | 1972-11-01 | 1974-12-03 | Du Pont | Measurement of carbon monoxide in gas mixtures |
US4001042A (en) * | 1975-09-02 | 1977-01-04 | United Technologies Corporation | Screen printing fuel cell electrolyte matrices using polyethylene oxide as the inking vehicle |
US4017664A (en) * | 1975-09-02 | 1977-04-12 | United Technologies Corporation | Silicon carbide electrolyte retaining matrix for fuel cells |
DE2809815C3 (de) * | 1978-03-07 | 1981-05-21 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Brennstoffzelle mit einer den Elektrolyten chemisch und physikalisch adsorbierenden Matrixschicht |
US4276356A (en) * | 1979-03-27 | 1981-06-30 | Energy Research Corporation | Matrix member for containing fuel cell acid electrolyte |
JPS55129201A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-06 | Kao Corp | Fluid pesticidal composition |
US4493879A (en) * | 1981-03-18 | 1985-01-15 | Hitachi, Ltd. | Fuel cell |
US4352865A (en) * | 1981-07-30 | 1982-10-05 | Energy Research Corporation | Fuel cell matrix having curling compensation |
US4529671A (en) * | 1981-09-07 | 1985-07-16 | Hitachi, Ltd. | Fuel cell |
GB2118097B (en) * | 1982-04-15 | 1986-11-05 | Bondina Limited | Conductive sheets and products incorporating them |
NL8400127A (nl) * | 1984-01-14 | 1985-08-01 | Electrochem Energieconversie | Brandstofcel. |
EP0306567A1 (de) * | 1986-08-19 | 1989-03-15 | Japan Gore-Tex, Inc. | Einen Elektrolyten enthaltende Matrize für Brennstoffzellen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
JPS6348765A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Japan Gore Tex Inc | 燃料電池用電解質マトリクスおよびその製造法 |
US4751062A (en) * | 1986-10-01 | 1988-06-14 | Engelhard Corporation | Fuel cell with electrolyte matrix assembly |
JPS63187574A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-03 | Japan Gore Tex Inc | 燃料電池電極−マトリクス一体成形体及びその製法 |
JP2819298B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1998-10-30 | ジャパンゴアテックス株式会社 | 燃料電池用シート化マトリクス |
JPH04345763A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | リン酸型燃料電池のマトリックスおよびその製造方法 |
US5429886A (en) * | 1993-08-30 | 1995-07-04 | Struthers; Ralph C. | Hydrocarbon (hydrogen)/air aerogel catalyzed carbon electrode fuel cell system |
US20030219645A1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-27 | Reichert David L. | Treated gas diffusion backings and their use in fuel cells |
US7259126B2 (en) * | 2004-03-11 | 2007-08-21 | Ceramatec, Inc. | Gas diffusion electrode and catalyst for electrochemical oxygen reduction and method of dispersing the catalyst |
US10947473B2 (en) | 2019-05-17 | 2021-03-16 | Vanderbilt Chemicals, Llc | Less corrosive organic compounds as lubricant additives |
-
1968
- 1968-09-23 US US761682A patent/US3575718A/en not_active Expired - Lifetime
-
1969
- 1969-09-12 JP JP44072611A patent/JPS5012097B1/ja active Pending
- 1969-09-18 SE SE12877/69A patent/SE351078B/xx unknown
- 1969-09-22 GB GB46676/69A patent/GB1243919A/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1947899A1 (de) | 1970-04-02 |
GB1243919A (en) | 1971-08-25 |
US3575718A (en) | 1971-04-20 |
JPS5012097B1 (de) | 1975-05-09 |
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