DE2017682B2 - - Google Patents

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DE2017682B2
DE2017682B2 DE2017682A DE2017682A DE2017682B2 DE 2017682 B2 DE2017682 B2 DE 2017682B2 DE 2017682 A DE2017682 A DE 2017682A DE 2017682 A DE2017682 A DE 2017682A DE 2017682 B2 DE2017682 B2 DE 2017682B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch dustriellen Maßstab.
gekennzeichnet, daß als elektrochemisch wirk- Ferner sind Sammler-Batterien bekannt, in denen
same Substanzen, die in die kathodische Zelle 30 elektrische Energie gespeichert wird, die bei Bedarf
eingeführt werden, Peroxidsalze, insbesondere entnommen werden kann. Hierbei werden die che-
Permanganate, Bromate und Jodate, Halogene, misch wirksamen Substanzen im wesentlichen nicht
Halogensalze, insbesondere Halogensalze der verbraucht, sondern bilden sich beim Laden zurück.
Metalle, wie des Silbers, Kupfers, Nickels, Ko- Jedoch ist auch aus der US-PS 34 14 437 ein Bleiak-
balts, Mangans, Kadmiums und des Bleis, Oxide 35 kumulator bekannt, der einen zusätzlichen Speicher-
dieser Metalle, Schwefel und Sulfide der genann- raum aufweist, wobei der Elektrolyt beim Laden auf
ten Metalle, die Verbindungen der Hyperhalo- beiden Seiten in einer und beim Entladen in der an-
gene, die Nitro-, Nitrosoverbindungen, die Ver- deren Richtung zwischen paarweise zusammengehö-
bindungen mit positiv geladenen Halogenatomen, rigen Speichern hin und her gepumpt wird, um den
die Additionsverbindungen mit Halogenatomen, 40 Akkumulator nach Bedarf mit elektrochemisch wirk-
Peroxide und Chinone verwendet werden. samen Substanzen zu versorgen. Hierbei stehen diese
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Substanzen jedoch in dauerndem Kontakt mit der kennzeichnet, daß es bei einem Brennstoffele- Kreislaufflüssigkeit.
ment durchgeführt wird, dessen Halbzellen durch Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
eine Membran aus Polypropylen, aus regenerier- 45 Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, ter Zellulose oder eine Ionen austauschende das einerseits die Oxidation, andererseits die Reduk-Membran getrennt sind. tion flüssiger oder fester chemischer Stoffe mit sol
chen elektrischen Wirkungsgraden ermöglicht, die eine Auswertung im industriellen Maßstab gestatten. 50 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die elek-
trochemisch wirksame Substanz in der Nähe des Fin
tritts des Elektrolyten in die Halbzelle in den Kreislauf eingegeben wird.
Die Bestimmung der elektrochemisch wirksamen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren 55 men Substanz, die in die Kreisläufe der Halbzellen zum Betrieb eines Brennstoffelements mit einer an- des Brennstoffelements eingeführt werden müssen, odischen und einer kathodischen Halbzelle, die erfolgt, indem man dem Äquivalentgewicht hinsichtdurch eine Membran getrennt sind und jeweils eine lieh der Reaktion zwischen den anodischen und ka-Elektrode und einen Elektrolyten enthalten, wobei thodischen Substanzen Rechnung trägt: Man versuch! zumindest eine der beiden Halbzellen in einem Kreis- 60 aus der Reaktion eine beachtliche Zahl von Elektrolauf für ihren Elektrolyten mit der elektrochemisch nen zu erhalten bei einem kleinstmöglichen Gewichi wirksamen Substanz liegt. der wirksamen Substanz. Das Äquivalentgewicht hin·
Bei bekannten Brennstoffelementen können die sichtlich der betreffenden Reaktion muß deshalb s( elektrochemisch wirksamen Substanzen entweder gering wie möglich sein, damit man eine beachtlich« fortschreitend in jedem der auf beiden Seiten der 65 Stromerzeugung bei einem geringen Gewicht dei Membran angeordneten Medien von der Elektrode Brennstoffelements erhält. Andererseits berücksich selbst, die in diesem Fall porös ist, herangeführt wer- tigt man die Änderung der freien Energie, die der be den. oder sie werden neben jeder Seite der Membran treffenden Reaktion entspricht, was dem erreichba
ren unbelasteten Potential zwischen den Elektroden sehen, sind sie flüssig, kann das Aasführen durch
des Brennstoffelementes gleichkommt. An Hand die- Überlauf erfolgen, wobei ein zusätzliches kontinuier-
ser beiden Kriterien kann man die zugehörigen wirk- liches Einführen von umlaufender Flüssigkeit vorge-
samen Substanzen bestimmen, die sich am besten für sehen wird, um eine in ihrer Mischung konstante Zu-
die Verwendung in einem Brennstoffelement eignen. 5 sammensetzung aufrechtzuerhalten.
Von den besonders geeigneten anoiischen elektro- Mit einem derartigen Verfahren wird es möglich, chemisch wirksamen Substanzen sind Metalle in Pul- flüssige oder feste chemische Verbindungen zu ververform zu erwähnen, insbesondere Lithium, CaI- wenden, mit denen bisher überhaupt keine zufriedencium, Magnesium, Aluminium, Zink, Indium, Man- stellenden Ergebnisse erzielt werden konnten, als gan. Blei und deren Verbindungen. Ebenso kann 10 man sie in Brennstoffelemente einbrachte, deren ZeI-man Alkohole, Säuren, Aldehyde, Ketone, Kohlen- len keine umlaufende Flüssigkeit enthielten.
Wasserstoffverbindungen, Hydrazin und ihre Er- Es wurde festgestellt, daß der Aufbau der anodisatz-Derivate, Dihydrazide und insbesondere Dihy- sehen und kathodischen Elektroden in der Zelle drazid der Oxalsäure oder der Adipinsäure, Thio- eines derart betriebenen Brennstoffelementes gegenharnstoff und seini Derivate, wie der Methyl-Thio- 15 über üblicherweise in den bekannten Kreislaufharnstoff und Dithioharnstoff, verwenden.. Brennstoffelementen verwandten Elektroden bemer-
Unter den besonders geeigneten kathodischen kenswert geändert werden konnte. Bei Brennstoffeleelektrochemisch wirksamen Substanzen sind erwäh- menten, bei denen die Trägerflüssigkeit für die eleknenswert die Peroxidsalze und insbesondere Perman- trochemisch wirksamen Substanzen ein aktiver Kohganate, Persulfate, Perjodate, Bichromate, Wismu- 20 lenschlamm ist, ist es bekannt, die Elektroden vortäte, Bromate, Jodate, Halogene, Halogensalze und teilhaft als zinnen- oder zickzackförmige Gitter herinsbesondere Halogensalze der Metalle, wie des SiI- zustellen, wobei die Zinnen- und Zickzackfonnen bers, Kupfers, Nickels, Kobalts, Mangans, Cadmi- senkrecht zum Kreislauf angeordnet sind. Diese Anums und des Bleis, die Oxide der Metalle wie derje- Ordnung war deshalb erforderlich, um in geeigneter nigen der obengenannten, der Schwefel und die SuI- 25 Weise sicherzustellen, daß die anodischen und kaihofide der Metalle wie derjenigen der obengenannten, dischen Gitter die Elektronen aufnahmen, aber sie die Verbindungen der Hyperhalogene, die Mangan- verursachte in der Strömung einen beachtlichen Fülverbindungen, die Nitro-, Nitrosoverbindungen, die lungsverlust und Ablagerungen. Bei dem erfindungs-Verbindungen mit positiv geladenen Halogenatomen, gemäß betriebenen Brennstoffelement hat man festdie Additionsverbindungen mit Halogenatomen, die 3° gestellt, daß man ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, Peroxide und die Chinone. wenn man in den Halbzellen Elektroden anordnet,
Als Membran für die Trennung der beiden Halb- die aus zinnen- oder zickzackförmigen Gittern beste-
zellen kann vorteilhaft jede Membran verwandt wer- hen und deren Elemente parallel zum Kreislauf an-
den, die gegenüber den Flüssigkeiten und umlaufen- geordnet sind, und zwar vor allem dann, wenn die in
den wirksamen Substanzen beständig ist. Insbeson- 35 die Halbzelle eingeführten elektrochemisch wirksa-
dere kann man Membrane aus Polypropylen, regene- men Substanzen pulverig sind,
rierter Zellulose oder eine Ionen austauschende Es ist daher zweckmäßig, in zumindest einer der
Membran verwenden. Halbzellen eine Elektrode vorzusehen, die aus einer
Zweckmäßig ist das Zuführen einer umlaufenden Platte oder einem Gitter in Zinnenform oder Form Flüssigkeit zu beiden Halbzellen des Brennstoffele- 40 von parallelen Kanälen besteht, wobei die Wände der mems, die insbesondere in beiden Halbzellen auf bei- Zinnen oder Kanäle parallel zur Strömungsrichtung den Seiten der Membran gleich ist. Ferner ist es vor- des Kreislaufes, der durch die Halbzelle führt, anteilhaft, wenn die elektrochemisch wirksame Sub- geordnet sind.
stanz der zweiten Halbzelle die feste Elektrode dieser Die mit diesen Elektroden erzielten guten Ergeb-Halbzelle ist. Die elektrochemisch wirksame Sub- 45 nisse sind der Tatsache zu verdanken, daß das umstanz kann auf der Zuströmseite des Brennstoffele- laufende Medium eine Flüssigkeit und deshalb ments in flüssiger oder pulvriger Form in den Kreis- zwangläufig von verhältnismäßig geringer Viskosität lauf der Flüssigkeit eingeführt werden, die für die ist, weshalb durch das umlaufende Medium während zweite Halbzelle bestimmt ist. des Durchströmens durch die Halbzelle eine Turbu-
Man kann als elektrochemisch wirksame Substanz 50 lenz hervorgerufen werden kann, welche Stöße von
verhältnismäßig unbeständige oder korrodierende Partikeln der elektrochemisch wirksamen Substanzen
Verbindungen in der Flüssigkeit, in die sie eingeführt mit den Elektroden verursacht. Selbstverständlich
werden, verwenden, da man die reagierenden chemi- kann die Form von Zinnen oder parallelen Kanälen
sehen Stoffe zumindest in einer Halbzelle des Brenn- sowohl aus einer einzigen Platte oder einem einzigen
Stoffelements umlaufen läßt. Wenn die Einführung 55 Gitter erhalten werden oder durch Zusammenbau
der Substanz in der Nähe des Eintritts in die Halb- mehrerer Platten oder Gitter, wobei es wichtig ist,
zelle des Brennstoffelementes erfolgt, ist die Substanz die Elektrode parallel zum Kreislauf anzuordnen,
tatsächlich in der Lage, bei der Berührung mit den Als Elektrode kann man ebenso ein ebenes Gitter
Elektroden ihren Elektronen-Zustand zu ändern, verwenden, das in unmittelbarer Nähe der Membran
ohne vorher wegen Unbeständigkeit oder Korrosion 60 angeordnet ist, weiche die beiden Halbzellen des
umgewandelt worden zu sein. Brennstoffelementes voneinander trennt. Wenn die
Vorzugsweise verwendet man geschlossene Kreis- Elektrode aus einem Gitter besteht, kann man ein
laufe und führt die elektrochemisch wirksamen Sub- ungefaltenes ausgebreitetes Metall verwenden, da für
stanzen auf der Zuströmseite der Halbzellen des die Elektrode das einzig notwendige Merkmal ist,
Brennstoffelementes ein, während man die Reak- 65 daß sie aus einem gut leitenden Metall besteht, das in
tionsprodukte auf der Abströmseite durch jedes ge- der umlaufenden Flüssigkeit beständig ist.
eignete Mittel ausführt. Wenn die Reaktionsprodukte Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das
fest sind, kann man ein Filtern oder Schlämmen vor- Problem des Alterns und Verderbens der Elektroden
vermieden. Darüber hinaus kann mit dem Kreislauf Seiten der Halbzelle verläuft, zu denen die Eintritts-
der verwendeten Flüssigkeit in den meisten Fällen öffnungen 3 a, 3 b und die Austrittsöffnungen 4 a, 4 b
die Verwendung von Katalysatoren vermieden wer- parallel angeordnet sind.
den, wenn die Reaktionen von selbst sehr schnell Die zu den Halbzellen la und Ib gehörigen verlaufen. Schließlich hängt die Arbeitsweise des 5 Kreisläufe sind gleich. Sie bestehen |e aus einer UmBrennstoffelementes und seine Erzeugung elektri- wälzpumpe 9, einer Einführvorrichtung 1Oj durch sehen Stromes wesentlich von dem Einführen der welche die elektrochemisch wirksamen Substanzen in elektrochemisch wirksamen Substanzen ab, die auf den Kreislauf eingebracht werden können, und einer der Zuströmseite des Brennstoffelementes erfolgt, Abführvorrichtung 11, durch welche die Reaktionswodurch das Problem des Lagerns der für die Ar- io produkte aus dem Kreislauf entnommen werden kÖnbeitsweise des Brennstoffelementes erforderlichen nen, die sich im Innern jeder Halbzelle la und 1 b Substanzen gelöst ist. Das Einführen dieser Substan- gebildet haben. Der Kreislauf der umlaufenden FImzen kann genau dann erfolgen, wenn man es sigkeit, der zu den Halbzeiten 1 α bzw. 1 b gehört, ist wünscht, d. h. dann, wenn das Brennstoffelement ein geschlossener,
elektrischen Strom erzeugen soll. 15 Im folgenden werden vier Ausirührungsbeispiele
Unter den brauchbaren Kreislauf-Flüssigkeiten beschrieben,
sind die sauren, basischen und neutralen wäßrigen Beispiel 1
Medien erwähnenswert und insbesondere die wäßrigen Lösungen der elektrolytischen Salze, die organi- Für beide Halbzellen 1 α und 1 b ist eine Durchsehen Lösungsmittel und vorzugsweise polare Lö- 20 flußmenge von 115 l/h vorgesehen. Die Elektrode 5 sungsmittel, geschmolzenes Lösungsmittel, die gelö- besteht aus einem Aluminiumblech, dessen Reinheit ste Salze enthalten, wie geschmolzenes Azetamid. Im 99,5 % und dessen Dicke 0,5 mm beträgt. Diese allgemeinen kann man jede Flüssigkeit verwenden, Anode ist so gefältelt, daß sie 12 Umschläge von die eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt und 8 mm Breite und 10 mm Tiefe bildet. Avf diese eine geeignete Verträglichkeit gegenüber den anodi- 25 Weise sind in der Zelle 11 parallele Kreislaufkanäle sehen und kathodischen Substanzen, die in das festgelegt. Die Kathode 6 besteht aus einem Nickel-Brennstoffelement eingeführt werden, gitter und ist aus ungefaltetem Metall hergestellt,
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fi- dessen Maschen die Form einer Raute aufweisen, dc-
guren näher beschrieben. ren kleine Diagonale 1,5 mm und deren große Diago-
Fig. 1 zeigt die zu den beiden Halbzellen eines er- 30 nale 2,2mm lang ist. Die Kathode besteht in gleicher findungsgemäß betriebenen Brennstoffelementes ge- Weise aus 12 Umschlagen, welche die gleichen Abhörigen Kreisläufe; messungen wie die Anode besitzen. Die Membran ist
Fig.2 zeigt schaubildlich und im Teilschnitt ein ein Blatt aus Polypropylen mit einer Dicke von 140
Element eines Brennstoffelementes mit 7wei Halbzel- Mikron und einer Porosität von 401Vo. Die umlau-
len, deren Elektroden zinnenfönnig ausgebildet sind. 35 fende Flüssigkeit ist im anodischen rand kathodischen
Gemäß den Figuren hat ein Element 1 eines Kreislauf gleich. Sie ist so ausgewählt, daß im Hin-Brennstoffelements die Form eines Parallelepipeds blick auf die Aluminium-Elektrode S alle Schwierig- und ist durch eine Membran 2, die parallel zu den keiten vermieden werden, und sie besteht aus einer großen Flächen des Parallelepipeds verläuft, in zwei wäßrigen Lösung, die 27°/o Ammoniumchlorid und gleiche Halbzellen geteilt. Die Membran 2 ist ein 40 17 «Ve Zinkchlorid enthält Die elektrochemisch wirkdünnes Blatt aus Polypropylen und besitzt eine Poro- same Substanz der anodischen Halbzelle ist die AJusität von etwa 40 «Ve. Das Element 1 besteht aus Poly- minium-Elektrode S. Die elektrisch wirksame Subpropylen, und das Gewicht beider Halbzellen beträgt stanz der kathodischen Halbzelle wird in den lcathoungefähr 200 g. Die Membran 2 weist eine Nutz- dischen Kreislauf auf der Zuströmseite des Brennfläche von 10 cm Höhe und 10 cm Breite auf. 45 sloffelementes eingeführt und besteht aus Kaliumper-
Die anodische Halbzelle ist mit 1 α und die katho- sulfat in feinpulvriger Form. Der Kreislauf erfolgt
' dische mit 1 b bezeichnet Jede Halbzelle ist an ihrer von unten nach oben.
Unter- oder Oberseite mit zwei Eintrittsöffnungen Das unbelastete Potential zwischen den Leitunebene der Halbzelle angeordnet sind, wobei die Sym- gen 7 und 8 beträgt 0,75 V, wenn man 2 g/min pulvebne der Halbzelle angeordnet sind, wobei die Sym- 5° riges Kaliumpersulfat einführt. Man kann eine metrieebene senkrecht zur Ebene der Membran 2 ist. Stromstärke von 3,2 A bei einer Spannung von Die Öffnungen 3 a, 36 sind mit einer Verteilrille 0,37 V erzielen,
verbanden, die nn Innern der Halbzelle angeordnet R . . . o
ist and kl der Verlängerung der Emtrittsöffheagen Beispiel l 3a, 36 liegen. Auf der Sehe jeder Halbzelle, die der- ss Man verwendet genau das gleiche Brennstoffetejeragen gegenüberliegt, zu der parallel and in deren ment wie dasjenige gemäß Beispiel 1. Das in den an- Bereich sieb die t 3α, 36 befinden, odischen und katnodischen Kreisläufen umlaufende sind zwei Aastrittsöffnungen 4a, 46 angeordnet, die Medium ist das gleiche wie gemäfi Beispiel 1. Dk na Innere der Halbzelle in gleicher Weise durch eine elektrochemisch wirksame Substanz des anodisch«; Rille mkeanander verbanden sind. Im Innern jeder 60 Kreislaufs ist die Elektrode 5. Die eletrocch Hafozefte befindet sich eine Elektrode; mit 5 ist die wirksame Substanz des katfaodischen Kjeistaufs wird Anode bezeichnet, die sich im Innern der Halbzelle in diesen in pulvriger Fbrm auf der Zoströmserte des ta befindet, und mit6 die Kathode; die sich im In- Brennstoffelementes ge Se besteht aas Kennern der Halbzelle 16 befindet. Die Elektroden ferchlorid in fepvger Form. 5 und 6 sind mk der Außenseite des Elementes durch 65 Das unbelastete Potential zwischen den Letten-Leiteten? bzw.8 verbunden, besteben aus Platten gen7 und8 beträgt 0,92V, wenn nian 2g/min Kapoder aaneiiförtBig gefalteten Gittern and sind par- ferchiorid einfährt Mas kamt doe Stromstärke voc alte! ze der Achse angeordnet, die senkrecht zu den 6,08 A σά emer Spannung von 0,68 V erzielen.
filfl
7 8
führt. Man kann eine Stromstärke von 4,8 A bei
Beispiel 3 einer Spannung von 0,6 V erreichen.
In der anodischen Halbzelle 1 α befindet sich eine Beispiel 4
Elektrode 5, die aus einem Aluminiumblech besteht, 5 Das Brennstoffelement, das verwandt worden ist,
dessen Reinheit 99,5 %> und dessen Dicke 0,5 mm enthält zwei gleiche Elektroden 5 und 6, die aus
beträgt. Die Elektrode S ist so gefalten, daß sie sechs einem Nickelgitter bestehen, das aus ungefaltenem
Umschläge von 15 mm Breite und 10 mm Tiefe bil- Metall hergestellt ist, dessen Maschen die Form einer
clet, wobei die Umschläge ihrerseits fünf parallele Raute aufweisen, deren kleine Diagonale 1,5 mm und
Kreislaufkanäle bilden. In der kathodischen Halb- io deren große Diagonale 2,2 mm lang ist. Diese Elek-
zelle 1 b befindet sich eine Elektrode, die aus einem troden bilden 12 Umschläge von 8 mm Breite und
Nickelgitter besteht und aus ungefaltenem Metall 10 mm Tiefe, die elf parallele Kreislaufkanäle festle-
hergestellt ist, dessen Maschen die Form einer Raute gen. Die Membran ist ein Blatt aus Polypropylen mit
aiufweisen, deren Meine Diagonale 1,5 mm und deren einer Dicke von 140 Mikron und einer Porosität von
große Diagonale 2,2 mm lang ist. Diese Elektrode 5 15 40 °/o.
besteht aus sechs Umschlägen, die gleich sind denje- Die in der anodischen und kathodischen Halbzelle nigen der Elektrode 5. Die Membran 2, welche die umlaufende Flüssigkeit ist eine wäßrige Lösung, die Halbzellen la und Ib voneinander trennt, ist ein 27°/o Ammoniumchlorid und 17% Zinkchlorid entBlatt aus Polypropylen mit einer Dicke von 67 Mi- hält. Die elektrochemisch wirksame Substanz der krön und einer Porosität von etwa 40 %. 20 anodischen Halbzelle ist ein Pulver aus Magnesium
Die in dem anodischen und kathodischen Kreislauf und Aluminium, das in den anodischen Kreislauf auf
umlaufende Flüssigkeit ist eine wäßrige Lösung von der Zuströmseite des Brennstoffelementes eingeführt
300 g/l Ammoniumchlorid und 150 g/l Zinkchlorid. wird. Die elektrochemisch wirksame Substanz der
Diese Lösung ist so ausgewählt, daß wegen der Alu- kathodischen Halbzelle ist ein Pulver aus Kupfer-
rninium-Elektrode 5 alle Schwierigkeiten vermieden 25 chlorid, das in den kathodischen Kreislauf auf der
werden. Die elektrochemisch wirksame Substanz der Zuströmseite des Brennstoffelementes eingeführt
kathodischen Halbzelle wird in den kathodischen wird. Der Kreislauf erfolgt von unten nach oben.
Kreislauf auf der Zuströmseite des Brennstoffele- Zwischen den Leitungen 7 und 8 erzielt man ein
mentes in feinpulvriger Form eingeführt; sie besteht unbelastetes Potential von 1,2 V, wenn man in den
aus Kupferchlorid in pulvriger Form. Der Kreislauf 30 kathodischen Kreislauf 2 g/min Kupferchlorid und
erfolgt von unten nach oben. in den anodischen 1,6 g/min Aluminium- und Ma-
Zwischen den Leitungen 7 und 8 erzielt man ein gnesiumpulver zu gleichen Teilen einführt. Man kann
unbelastetes Potential von 0,85 V, wenn man 2 g/min eine Stromstärke von 7,2 A bei einer Spannung von
Kupferchlorid in den kathodischen Kreislauf ein- 0,83 V erreichen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
838

Claims (2)

auf Grand eines Kreislaufs jeder Substanz fortschrei- Patentansprüche: tead herangeführt. Um die Leistung der Brennstoff- elemente zu verbessern, hat man vorgeschlagen, in
1. Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffele- jeder anodischen und kathodiscfaen Zelle Trägermementes mit einer anodischen und einer kathodi- 5 dien umlaufen zu lasssn, die elektrochemisch wirkscfaen Halbzelle, die durch eine Membran ge- same Gase absorbiert haben wobei dieser Kreislauf trennt sind und jeweils eine Elektrode und einen als geschlossener Kreislauf erfoigt nut Einfuhren der Elektrolyten enthalten, wobei zumindest eine der Gase auf der Zuströmseite des Brennstoffelemtnts beiden Halbzellen in einem Kreislauf für ihren und Abführen der Reaktionsprodukte auf der AbElektrolyten mit der elektrochemisch wirksamen io strömseite. Bei diesem Abfuhren traf man auf eine Substanz liegt, dadurch gekennzeich- Schwierigkeit, die aus der Eigenart der umlaufenden aet, daß die elektrochemisch wirksame Sub- Medien, das die Gase absorbieren sollte herrührte: stanz in der Nähe des Eintritts (3 a bzw. 36) des Man hatte vorgeschlagen, als umlaufende Medien Elektrolyten in die Halbzelle (la bzw. 16) in einen aktiven Kohlenschlamm, der gegebenenfalls den Kreislauf eingegeben wird. 15 mit Katalysatoren behandelt war, zu verwenden. Die
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Behandlung eines solchen aktiven Kohlenschlammes kennzeichnet, daß als elektrochemisch wirksame ist recht ungünstig und beschrankt die industrielle Substanzen, die in die anodische Zelle eingeführt Anwendbarkeit dieser Art von Brennstoffelementen werden, Metalle in Pulverform, insbesondere Li- beachtlich.
thhim, Calcium, Magnesium, Aluminium, Zink, 20 Im übrigen hat man bei Brennstoffelementen ohne
Indium, Mangan und Blei, Alkohole, Aldehyd- Kreislauf und mit festen Elektroden festgestellt, daß
säuren, Ketone, Kohlenwasserstoffverbindungen, die überzeugendsten Ergebnisse erzielt wurden, wenn
Hydrazin und ihre Ersatz-Derivate, Dihydrazide man als elektrochemisch wirksame Substanzen Gase
und insbesondere das Dihydrazid der Oxalsäure verwandte, die eine große Affinität zueinander hat-
oder der Adipinsäure, Thioharnstoff und seine as ten. Wenn man nicht gasförmige Substanzen verwen-
Derivate, wie der Methyl-Thioharnstoff und Di- det, sind die Wirkungsgrade im allgemeinen wenig
thioharnstoff, verwendet werden. befriedigend und erlauben keine Anwendung im in-
DE2017682A 1969-04-15 1970-04-14 Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffelementes mit einer anodischen und einer kathodischen Halbzelle Expired DE2017682C3 (de)

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