DE2013058A1 - Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch und kathodisch arbeitenden Elektrodenschicht in saurem Elektrolyten - Google Patents
Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch und kathodisch arbeitenden Elektrodenschicht in saurem ElektrolytenInfo
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- DE2013058A1 DE2013058A1 DE19702013058 DE2013058A DE2013058A1 DE 2013058 A1 DE2013058 A1 DE 2013058A1 DE 19702013058 DE19702013058 DE 19702013058 DE 2013058 A DE2013058 A DE 2013058A DE 2013058 A1 DE2013058 A1 DE 2013058A1
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- 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
- H01M4/8605—Porous electrodes
- H01M4/8626—Porous electrodes characterised by the form
- H01M4/8631—Bipolar electrodes
-
- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
Licentia Patent-Verwaltungs-S.m.b.H,
6 Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
11.3* 197o I» 7o/19
Schub/lz
Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch
und kathodisch arbeitenden Elektrodenschicht in saurem Elektrolyten
'■■ . Die Erfindung betrifft ein Pläehenkontaktelement zwij
sehen einer anodisch und kathodisch arbeitenden Elek- \ trodenschicht in saurem Elektrolyten.
; Bei Brennstoffzellen mit saurem Elektrolyten ist es
'* bekannt, als Flächenkontaktelemente für die Elektro-
: den säurebeständige Metalle (Edelmetalle oder Tantal)
* zu verwenden. Durch eine direkte Flächenkontaktierung
. zwischen Anode der einen Zelle und Kathode der näch-
• sten Zelle ist der V/eg des Elektronenstromes zwischen
den zu verbindenden Elektroden an allen Stellen der
■ fläche sehr klein, so daß sich auch ein kleiner ohm-
j scher Querleitwiderstand und damit eine gute Strom-•
I ableitung ergibt.
*!"■■■■ . -
BAD ORIGINAL
,$13058
- 2- . P 7ο
Es sind bipolare Elektroden bekannt, bei denen jede Einheit aus einer Anode und einer Kathode besteht,
die durch eine gasundurchlässige leitfähige Metallfolie getrennt sind ("Handbook of Fuel Gell Technology"
von Carl Berger, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, S. 4o7). Die Katalysatorschichten
von Anode und Kathode sind hier also mit ihren elektrolytabgewandten Flächen elektrisch leitend
miteinander verbunden.
Bei Gasdiffusionselektroden müssen die elektrolytabgewandten Flächen der Katalysatorschichten gasdicht
separiert sein und mit verschiedenen Gasen versorgt werden.
Die Entwicklung führt nun zu immer größeren und dünneren Elektroden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, großflächige Dünnschichtelektrcden zu schaffen, die gas- und
elektrolytundurchlässig sind, wobei die Fläehenkontaktelemente
einen niedrigen Querleitwiderstand haben sollen. Die Katalysatorschichten sollen einwandfrei
mit dem Flächenkontaktelement verbunden sein, und es soll sich eine einfache Gasversorgung der Katalysatorschichten
ergeben. Die Elektrode selbst soll flexibel sein, so daß bei Zusammenbau von Brennstoffzellen-Batterien
bei der Stapelung der Zellen mechanische Spannungen vermieden sind. Die Elektroden aollen einfach
und wirtschaftlich herstellbar sein und anstelle der bisher verwendeten wenigen geeigneten und teuren
Materialien für die Plächenkontaktelemente (Edelmetall, Tantal) sollen preiswertere mit gleichen Eigenschaften
treten.
109840/0898
BAD ORIGINAL
«- 3 - . .. . P-.To/19
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
daß Plächenkontaktelement aus gas- und flüsslgkeits*·
dicht imprägniertem Graphit besteht, Pur die Gasversorgung sind die Oberflächen des Piächenköntakteleraentes
mit Rillen versehen. Zweckmäßig, sind die iJlektrodenschichten
an .das Plächenkontaktelement angesintert. · v
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der
Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbelspieles naher erläutert. Es zeigen
■ -■-■-' -''■ ■ ·' ■ ·
Pigur 1a eine Vorderansicht einer bipolaren Elektro-
Pigur 1b eine Ansicht nach dem Schnitt "A-A, Pigur 1c eine Ansieht nach dem Schnitt B-B.
Das erfindungsgemäße Plächenkontaktelement 1 besteht
. aus elektrisch leitendem, gas- und flüsgigkeitsdicht
imprägniertem Graphit. Zur Herstellung wird Graphitschaum verwendet» Zu beiden Seiten des Plachenkontaktelementes
1 sind unmittelbar Katalysätorsehichten 2,3
angesintert, wobei die Schicht 2 die Anode darstellen
möge j die zweckmäßig aus einem WolframGarbid-Kunst*·-
stoffgemisch besteht, während die Schicht 3 die Kathode
darstellt,: die aus einem Kohle-Kunststoffgemisch
bestehen kanti,: ^s Kunststoffe, die eine guteAnsinterung
der Schichten 2, 3 an das Graphit-Eiement 1
ergeben, sind Polyäthylen oder Teflon geeignet.
Pur die Gaszuführung an.die Katalysatorschichten 2,
ist das Graphit-Element 1 auf beiden Oberflächen mit parallelen Rillen 4 versehen, die ein Kanalsystem ergeben,
durch welches d,as Gas geführt wird..Wie nicht
109840/0898
- 4 - ■' F 7o/i9
weiter dargestellt, münden die Rillen 4 in einen
Hauptkanal.
Hauptkanal.
Das Graphitelement 1 wird' zweckmäßig aus Graphitschaum
hergestellt. Um beim Vorpressen ein Zudrücken der Rillen 4 zu vermeiden, können diese mit einem wasserlösli.chen
Stoff oder dergleichen ausgefüllt v/erden, der nach dem Preßvorgang herausgelöst wird.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß mit dem Graphit-Flächenkontaktelement eine Flächenkontaktierung der Katalysatorschichten erreicht ist, die elektrisch gut leitend, gas- und elektrolytundurchlässig ist. Graphitschaum kann zu sehr dünnen und trotzdem dichten
Schichten verarbeitet werden (Bsm^r^his^x^st^nxxv
^ae'yi'ii^Cifig^WieKti'g·);' Durch die Beimischung von Kunststoff in die Katalysatorschichten können diese direkt auf den Graphit aufgesintert werden. Die Oberfläche des Graphits v/eist Poren auf, in die durch den Sinterprozeß Kunststoff der Katalysatorschichten eindringt und so die Verankerung der Schichten am Graphit und damit guten Kontakt ergibt. Durch die erfindungsgemäße Kontaktierung wird es möglich, bipolare Elektroden geringer Schichtdecke herzustellen. Beispielsweise kann eine Elektrode aus einem Flächenkontaktelement 1 von 1,3 ram und zwei Katalysator-Schichten 2, 3 von je o,3 mm Stärke zusammengesetzt sein. Infolge des niedrigen spezifischen Gewichtes
des Kontaktelementes beträgt das Gewicht der Kontaktierung im vorliegenden Beispiel weniger als die
Hälfte des Gewichtes der Katalysatorschichten. Ferner wird das Leistungsgewicht γοη Brennstoffzellen-Batterien gegenüber bekannten Ausbildungen beträchtlich vermindert.
insbesondere darin, daß mit dem Graphit-Flächenkontaktelement eine Flächenkontaktierung der Katalysatorschichten erreicht ist, die elektrisch gut leitend, gas- und elektrolytundurchlässig ist. Graphitschaum kann zu sehr dünnen und trotzdem dichten
Schichten verarbeitet werden (Bsm^r^his^x^st^nxxv
^ae'yi'ii^Cifig^WieKti'g·);' Durch die Beimischung von Kunststoff in die Katalysatorschichten können diese direkt auf den Graphit aufgesintert werden. Die Oberfläche des Graphits v/eist Poren auf, in die durch den Sinterprozeß Kunststoff der Katalysatorschichten eindringt und so die Verankerung der Schichten am Graphit und damit guten Kontakt ergibt. Durch die erfindungsgemäße Kontaktierung wird es möglich, bipolare Elektroden geringer Schichtdecke herzustellen. Beispielsweise kann eine Elektrode aus einem Flächenkontaktelement 1 von 1,3 ram und zwei Katalysator-Schichten 2, 3 von je o,3 mm Stärke zusammengesetzt sein. Infolge des niedrigen spezifischen Gewichtes
des Kontaktelementes beträgt das Gewicht der Kontaktierung im vorliegenden Beispiel weniger als die
Hälfte des Gewichtes der Katalysatorschichten. Ferner wird das Leistungsgewicht γοη Brennstoffzellen-Batterien gegenüber bekannten Ausbildungen beträchtlich vermindert.
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Claims (3)
- L i c e η t i a Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. 6 Frankfurt/M. ,Theodor-3tern-Kai 111. 3. 197o .-. . F 7o/i9Schub./lz.Pa t e nt a η s ρ r ü c h e[ .- ΐν Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch , und kathodieeh arbeitenctep Blektrod^nschicht.in saurem Elektrolyten, welphes an den elektro- |lytabgewandten Seiten der Elektrodenflächen· als elektrisch leitendes, säurebeständiges.-.Element ariliegt und als Zellenwand und Kontaktierung -zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zellen wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenkontaktelement (1) aus gas- und flüssigkeitsdicht imprägniertem.. Graphit besteht. s10984070898- 6 - i1 7o/i9
- 2. Flächenkontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1) für die Gasversorgung ein Rillensyatem (4) hat.
- 3. Flächenkontaktelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichten (2,3) an das Flächenkontaktelement (1) angesintert sind.109840/0898BAD ORIGINAL
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702013058 DE2013058A1 (de) | 1970-03-19 | 1970-03-19 | Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch und kathodisch arbeitenden Elektrodenschicht in saurem Elektrolyten |
| FR7047192A FR2083399B1 (de) | 1970-03-19 | 1970-12-30 | |
| BE764390A BE764390A (fr) | 1970-03-19 | 1971-03-17 | Element de contact plan entre la couche anodique et la couche cathodique d'une electrode plongee dans un electrolyte |
| NL7103710A NL7103710A (de) | 1970-03-19 | 1971-03-19 | |
| GB2302871*A GB1330429A (en) | 1970-03-19 | 1971-04-19 | Area-contact element for a fuel cell electrode |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19702013058 DE2013058A1 (de) | 1970-03-19 | 1970-03-19 | Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch und kathodisch arbeitenden Elektrodenschicht in saurem Elektrolyten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2013058A1 true DE2013058A1 (de) | 1971-09-30 |
Family
ID=5765537
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19702013058 Pending DE2013058A1 (de) | 1970-03-19 | 1970-03-19 | Flächenkontaktelement zwischen einer anodisch und kathodisch arbeitenden Elektrodenschicht in saurem Elektrolyten |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE764390A (de) |
| DE (1) | DE2013058A1 (de) |
| FR (1) | FR2083399B1 (de) |
| GB (1) | GB1330429A (de) |
| NL (1) | NL7103710A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2951964A1 (de) * | 1979-01-02 | 1980-07-17 | Gen Electric | Bipolarer stromkollektor-separator fuer elektrochemische zellen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR81971E (de) * | 1961-05-08 | 1964-03-04 | ||
| FR1285623A (fr) * | 1960-04-01 | 1962-02-23 | Nat Res Dev | Perfectionnements aux piles à gaz |
-
1970
- 1970-03-19 DE DE19702013058 patent/DE2013058A1/de active Pending
- 1970-12-30 FR FR7047192A patent/FR2083399B1/fr not_active Expired
-
1971
- 1971-03-17 BE BE764390A patent/BE764390A/xx unknown
- 1971-03-19 NL NL7103710A patent/NL7103710A/xx unknown
- 1971-04-19 GB GB2302871*A patent/GB1330429A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2951964A1 (de) * | 1979-01-02 | 1980-07-17 | Gen Electric | Bipolarer stromkollektor-separator fuer elektrochemische zellen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1330429A (en) | 1973-09-19 |
| FR2083399A1 (de) | 1971-12-17 |
| NL7103710A (de) | 1971-09-21 |
| FR2083399B1 (de) | 1976-03-19 |
| BE764390A (fr) | 1971-08-16 |
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