DE2042266B2 - Mittel zum Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff und seine Verwendung - Google Patents

Mittel zum Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff und seine Verwendung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zum Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff, das eine feste, chemisch mit Wasserstoff reagierende Verbindung, einen Katalysator für die Reaktion des Wasserstoffs und ein Bindemittel enthält. Sie betrifft ferner die Verwendung dieses Mittels.
Die US-PS 32 61714 beschreibt die Verwendung einer zusätzlichen Gaselektrode aus mit einem Katalysator versetzter poröser Kohle oder Metall, die elektrisch oder physikalisch mit der Kathode der Zelle verbunden ist, wobei die Anode weniger aufladbares Material enthält als die Kathode. Bei einer solchen Zelle entsteht beim Überladen lediglich Wasserstoff. Der hierbei gebildete Wasserstoff wird an der zusätzlichen Elektrode, die mit der Kathode verbunden ist, oxydiert, wobei das aktive Material der Kathode elektrochemisch mit der zusätzlichen Elektrode zusammenwirkt. Hierbei sind die mit dem Katalysator versetzten Teilchen der zusätzlichen Elektrode durch den ganzen Körper hindurch mit dem kathodischen Depolarisator gemischt, so daß eine dauernde elektrische und physikalische Verbindung zwischen dem mit dem Katalysator versetzten Material, der zusätzlichen Elektrode und dem Material der Kathode besteht.
Dieses bekannte Mittel hat den Nachteil, daß erhebliche Mengen des kostspieligen Katalysators sich im Innern der Elektrode befinden und daher unwirksam sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein Teil des an der Oberfläche befindlichen Katalysators, z. B. Platin, ionisiert werden und in Lösung gehen kann.
Aufgabe der Erfindung ist ein Mittel der eingangs beschriebenen Art, das für den gasförmigen Wasserstoff leicht zugänglich ist, und das auch von einer wasserabstoßenden Umhüllung umgeben sein kann, ohne daß seine Wirksamkeit darunter leidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Mittel als selbsttragender, aus einem Stück bestehender, für gasförmigen Wasserstoff durchlässiger Formkörper ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist der Formkörper von einer für gasförmigen Wasserstoff durchlässigen, für Flüssigkeiten undurchlässigen Umhüllung umgeben.
Erfindungsgemäß können diese Mittel in elektrochemischen Zellen verwendet werden.
Die Zeichnungen erläutern beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung.
F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine handelsübliche alkalische Zelle mit Mangandioxyd und Zink, die erfindungsgemäß zusätzlich zu den üblichen Bestandteilen ein Mittel zum Absorbieren von Wasserstoff enthält; Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine LeClanche-Zelle ι mit Kohle und Zink, die ein erfindungsgemäß ringförmiges Mittel zum Absorbieren von Wasserstoff enthält.
In der Fig. 1 ist eine Zelle 10 dargestellt, die eine gelierte Anode 12 aus pulverförmiger!! Zink, einen halbstarren rohrförmigen Stromabnehmer 14 aus
ίο Messing, eine Kathode 16 aus Mangandioxyd und einen Elektrolyten 18 aus Kaliumhydroxyd enthält. Dieser Elektrolyt befindet sich in dem Zwischenraum zwischen dem Stromabnehmer 14 und der gelierten Anode 12.
Die inneren Bestandteile der Zelle sind umschlossen von einem Metallbecher 20, der von einem Metallmantel 22 umgeben ist. Der Becher und der Mantel sind gegeneinander isoliert durch einen isoliermantel 24. Die äußeren Teile des Isoliermantels 24 und des Metallmantels 22 sind um die äußeren Kanten eines Metalldeckels 26 und eines Metallbodens 28 umgebördelt. Ein Isolator 30 isoliert den Becher 20 gegen den äußeren Metallboden 28. Die Kathode sitzt fest innerhalb des Bechers 20 und ist innen ausgekleidet mit einem Scheiderkorb 32 aus einem filzartigen Gewebe von regenerierter Cellulose und Vinylchlorid. Der Stromabnehmer 14, der Elektrolyt 18 und die gelierte Anode 12 sind isoliert gegen den Oberteil des Bechers 20 durch den oberen Teil des Scheiderkorbes 32. Auf dem Oberteil des Bechers 20 kann sich eine dünne Schicht eines kathodischen Gemisches befinden. Ein Wasserstoff absorbierendes Pellet 34 ist in dem hohlen Kern des Stromabnehmers 14 angeordnet. Dieses Pellet besteht aus einem Gemisch einer Verbindung, die mit gasförmigem Wasserstoff reagieren kann, einem Kata-
J5 lysator für diese Wasserstoff verbrauchende Reaktion und einem geeigneten porösen Bindemittel, das die Verbindung und den Katalysator in der gewünschten Form hält. Das Pellet ist in der Regel zylindrisch und ist überzogen mit einem Film 36 eines für gasförmigen Wasserstoff durchlässigen, für den Elektrolyten undurchlässigen Stoffes, der das Pellet gegen den chemischen Angriff durch den Elektrolyten schützt. Die Zusammensetzung und die Herstellungsverfahren für das Pellet werden weiter unten genauer beschrieben.
Vorzugsweise besteht der Verschluß für diese Zelle aus einem inneren Metallboden 38, der mittels der Dichtung 40 an der Kathode 16 befestigt ist. Ein Niet 42 sichert eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Stromabnehmer 14 und dem inneren Metallboden
38. Das Niet ist elektrisch isoliert gegen den inneren Metallboden durch die Dichtung 40. Eine Druckfeder 44 sichert einen elektrischen Kontakt zwischen dem Niet 42 und dem äußeren Metallboden 28, um einen Kontakt zwischen dem Stromabnehmer 14 und dem äußeren Metallboden 28 herzustellen und aufrechtzuerhalten.
Während des Betriebes der Zelle diffundiert etwa entstehendes Wasserstoffgas durch die gelierte Anode und den Elektrolyten und gelangt in Berührung mit dem Wasserstoff absorbierenden Pellet. Das Gas durch-
bo dringt die das Pellet umhüllende Membrane, kommt mit der Verbindung in Berührung in Gegenwart des Katalysators und setzt sich chemisch unter Bildung eines festen Stoffes um.
In handelsüblichen Zellen mit Mangandioxyd und Zink und einem alkalischen Elektrolyten besteht die gelierte Anode in der Regel aus pulverförmigem amalgamiertem Zink, das durch den gelierten Elektrolyten zusammengehalten wird. Als Geiierungsmittel wird
ein Stoff, wie beispielsweise Natriumcarboxylmethylzellulose verwendet. Eine erhebliche Menge von Quecksilber ist vorhanden, um die Korrosion des Zinks herabzusetzen und dadurch die Bildung von gasförmigem Wasserstoff zu verhindern. Bei Verwendung eines Wasserstoff absorbierenden Mittels gemäß der Erfindung in alkalischen Batterien können abgedichtete Batterien hergestellt werden, in welchen nicht mehr so viel Quecksilber vorhanden zu sein braucht, da etwa entwickeltei gasförmiger Wasserstoff während des Betriebes des Zelle durch das Wasserstoff absorbierende Mittel entfernt wird. Das Ergebnis ist eine Batterie, die vollständig abgedichtet ist und deren Herstellung billiger ist als die der bisher handelsüblichen alkalischen Batterien mit Mangandioxyd und Zink. ιϊ
Die Fig. 2 zeigt eine runde LeClanche-Zelle, bei welcher das Wasserstoff absorbierende Mittel erfindungsgemäß verwendet wird. Die runde Zelle 50 enthält einen üblichen stabförmigen Stromabnehmer 52 aus Kohle und ein depolarisierendes kathodisches Gemisch 54 aus Mangandioxyd und Kohle. Dieses Gemisch ist von dem Zinkbecher 56 getrennt durch einen Scheider 58. Eine metallische Verschlußplatte 60, z. B. aus mit Blei plattiertem Stahl, steht in elektrischem Kontakt mit dem Boden des Zinkbechers, so daß ein Lecken vermieden wird, wenn das Zink während der Entladung durchlöchert wird. Der Zinkbecher 56 befindet sich in einem üblichen Kunststoffmantel 62, der gegen die Kontaktplatte 60 am Boden der Zelle und gngen einen Kunststoffdeckel 64 oben auf der Zelle abgedichtet ist. ju Diese Dichtungen können luftundurchlässig gemacht werden und ergeben damit eine Zelle, die vollständig abgedichtet und nicht leckend ist. Der stabförmige kathodische Stromabnehmer 52 aus Kohle erstreckt sich durch den Kunststoffdeckel 64. Er hat als Kappe einen Metalldeckel 66, der als positiver Anschluß dient. Das depolarisierende Gemisch 54 hat eine derartige Form, daß ein Luftraum 67 sich zwischen der Oberfläche des Depolarisierungsgemischesunddem Kunststoffdekkel 64 entsteht. Ein Wasserstoff absorbierendes Mittel 68 ist mit einem Kunststoffilm 70 überzogen und befindet sich über dem kathodischen depolarisierenden Gemisch 54. Es wirkt ähnlich wie das Pellet nach der F i g. 1 so, daß während der Lagerung und des Entladens der Batterie entstehendes Wasserstoffgas absorbiert wird.
Bei dieser Ausführungsform ist das Mittel zum Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff ringförmig, so daß es dem Gasstrom 67 über dem kathodischen depolarisierenden Gemisch 54 entspricht.
Das bei der Lagerung der Zelle entstehende Wasserstoffgas wird leicht absorbiert von dem ringförmigen Absorber. Indessen kann unter extremen Bedingungen, z. B. bei einem fortgesetzten elektrischen Kurzschluß zwischen der Anode und der Kathode, Wasserstoffgas auf der Kohlenoberfläche des kathodischen Gemisches entstehen, solange noch nicht verbrauchtes Zink vorhanden ist. Um eine solche Situation zu vermeiden, sollte die Menge des Zinks vorzugsweise so begrenzt sein, daß sie geringer ist als t>o die Kapazität der Kathode. Dadurch entsteht die Möglichkeit für die Durchlöcherung des Zinkbechers am Boden der Zelle, und aus diesem Grunde ist die Verschlußplatte 60 notwendig.
Nach dem Vorhergehende,; sieht man, daß das Wasserstoff absorbierende erfindungsgemäße Mittel verschiedene Formen und Größen haben kann und in Zellen verschiedener Form und Größe untergebracht werden kann. Es ist verwendbar bei verschiedenen Batterien, in welchen Schwierigkeiten durch die Entwicklung von gasförmigem Wasserstoff entstehen. Das Wasserstoff absorbierende Mittel kann in einzelnen Zellen eingeschlossen sein, kann auch in verschlossenen Packungen mit einer Reihe von Zellen vorhanden sein oder in anderen geschlossenen Behältern, in welchen die Absorption von gasförmigem Wasserstofl erwünscht ist.
Die erfindungsgemäßen Mittel zum Absorbieren von Wasserstoff enthalten drei wesentliche Bestandteile: Einen Stoff, der mit gasförmigem Wasserstoff reagieren kann, einen Katalysator für die Oxydation von Wasserstoff und ein Bindemittel, welches den reagierenden Stoff und den Katalysator als Einheit zusammenhalt. Vorzugsweise hat das Mittel auch einen äußeren Überzug, um seine Verunreinigung durch Bestandteile der Zelle oder durch Nebenprodukte während des Betriebes oder der Lagerung der Zelle zu verhindern.
Als mit gasförmigem Wasserstoff reagierendes Material kann jede beliebige feste Verbindung verwendet werden, die mit Wasserstoff reagiert oder diesen oxydiert, wobei ein festes oder flüssiges Umsetzungsprodukt entsteht. Geeignete Stoffe dieser Art sind beispielsweise Manganoxyde, wie MnOj, Mn^Oi, MnOOH oder Μη^Ο,ι, Kupferoxyd, Silberoxyd, Quecksilberoxyd, Manganphosphat, Wismuttrioxyd, m-Dinitrobenzol und Chinon. Unter diesen Stoffen ist das Mangandioxyd besonders bevorzugt, weil es verhältnismäßig billig und leicht erhältlich ist, und weil seine Eigenschaften und sein Verhalten in Batterien gut bekannt sind.
Ein Katalysator für die Wasserstoff verbrauchende Reaktion ist erforderlich, weil zwar jede der obengenannten Verbindungen mit Wasserstoff spontan reagiert, die Umsetzung aber bei Raumtemperatur so langsam geschieht, daß es nicht möglich ist, das Wasserstoffgas im System zu absorbieren, bevor ein solcher Druck entsteht, daß die Dichtung bricht. Die Notwendigkeit eines Katalysators wird besonders dadurch betont, daß, obwohl die meisten der jetzt vorhandenen Batterien größere Mengen von Mangandioxyd enthalten, durch den Aufbau eines Druckes von Wasserstoffgas immer noch große Schwierigkeiten in vollständig abgedichteten Batterien entstehen. Bevorzugte Katalysatoren sind beispielsweise die Edelmetalle der Platingruppe VIII des Periodischen Systems. Geeignete Edelmetalle für die Erfindung sind Palladium, Platin und Rhodium. Unter diesen wird Palladium vorgezogen, weil es von sich aus Wasserstoff absorbiert und an seiner Oberfläche festhält, und weil es das Gas in der Nachbarschaft des Reaktionsmittels festhält, bevor die Umsetzung zwischen dem Gas und dem Mittel stattfindet. Insbesondere bevorzugt ist ein Material, das aus mit Palladium versetzter Kohle besteht und etwa 5% metallisches Palladium auf einem Träger aus Kohleteilchen enthält. Anstelle dieser Edelmetalle können auch andere Verbindungen von Metallen der Gruppe VIII des Periodischen Systems verwendet werden, beispielsweise Nickelborid und Raney-Nickel.
Das Bindemittel für das erfindungsgemäße System sollte ein solches «ein, welches das Reaktionsmittel und den Katalysator in der gewünschten Form hält und so porös ist, daß gasförmiger Wasserstoff durchtreten und in dem Pellet zirkulieren kann, so daß es die Oberflächen des Reaktionsmittels und des Katalysators berührt. Man kann organische oder anorganische Bindemittel verwenden, wenn sie nur die gewünschten physikalischen Eigenschaften besitzen. Gepulverte synthetische orga-
nisclie Polymere, ζ. Β. Polyäthylen, und natürliche kondensierte Polymere, z. B. Stärke, sind als erfindungsgemäße Bindemittel geeignet. Bevorzugte Bindemittel sind anorganische Zemente, wie Portlandzement. Dieses Bindemittel wird bevorzugt, weil es genügend Festigkeit und Porosität hat und den metallischen Katalysator nicht verunreinigt oder vergiftet. Man kann Acetylenruß zugeben, um die Leitfähigkeit des Pellets zu erhöhen, und um ein Mittel mit einer maximalen Zahl von für gasförmigen Wasserstoff durchlässigen Kanälen zu schaffen, so daß das Gas in das Innere des Mittels eintreten und dort unter Mitwirkung des Katalysators wirksam sich umsetzen kann. Zusätzlich können weitere elektrochemisch inaktive Bestandteile, z. B. Fasern aus Stahlwolle, im Bindemittel vorhanden sein, um dessen Festigkeit zu erhöhen und um mit geringeren Mengen des Katalysators auszukommen. Weitere physikalische Eigenschaften des erfindungsgemäßen Mittels, z. B. das spezifische Gewicht, können ebenfalls geändert werden durch geeignete Auswahl von Zusatzstoffen und geeignete Mengenverhältnisse. Beispielsweise kann Kohle als elektronisch leitendes Materia! so ausgesucht sein, daß sie durch ihre spezifische Dichte das Pellet schwimmend in dem Elektrolyten hält. Dadurch befindet sich das Mittel automatisch an der Berührungsfläche zwischen dem Elektrolyten und dem Gasraum in der Zelle, wo gebildeter Wasserstoff sich ansammelt. Kohle oder Graphitpulver geringer Dichte sind Beispiele eines solchen Stoffes der verwendet werden kann, um ein schwimmendes Pellet herzustellen.
Das erfindungsgemäße. Wasserstoff absorbierende Mittel kann auf verschiedene Arten hergestellt werden, in Abhängigkeit von dem verwendeten Bindemittel. Wenn man als Bindemittel Zement verwendet, so brauchen lediglich die gepulverten Ausgangsstoffe, der Katalysator und die inaktiven Füllstoffe, wenn solche vorhanden sind, mit dem feuchten Zement gemischt zu werden. Dann bringt man das Gemisch in die gewünschte Form. Überschüssiges Wasser oder andere Lösungsmittel verdampfen und lassen einen harten, trockenen Formkörper zurück. Das gleiche Verfahren kann angewendet werden mit anderen Bindemitteln, z. B. mit gepulverten Harzen. In diesen Fällen verwendet man aber ein geeignetes organisches Lösungsmittel, wie Toluol oder Benzol.
Nach dem Formen und Trocknen des Mittels wird es vorzugsweise vollständig überzogen mit einem dünnen Film aus Kunststoff, um das Eindringen des Elektrolyten oder anderer Flüssigkeiten in der Zelle zu verhindern. Der verwendete Film sollte durchlässig sein für gasförmigen Wasserstoff, aber undurchlässig für Flüssigkeiten. Der Film kann aufgebracht werden durch beliebige übliche Verfahren. Zu diesen gehören das Auflösen des Filmmaterials in einem organischen Lösungsmittel, Aufsprühen der Lösung auf das Pellet und Verdampfen des Lösungsmittels; Auflösen des Film bildenden Materials in einem anorganischen l.ösungsmiitel, Eintauchen des Pellets in die Lösung und Verdampfen des Lösungsmittels von der Oberfläche des Pi'ileix; Einschlagen des Pellets in den Film und Aufschrumpfenlassen des Films, so daß ein dicht verschlossener, feuchtigkeitsbeständiger, für Wasserstoff durchlässiger Überzug entsteht; oder durch LinsehwL'ilk-ii des l'cllcls in einen cxinidierten Schlauch des jeweiligen Filmmaicrials.
Ik-Iiebigc, für gasförmige Wasserstoff durchlässige und für l'liixxigki:iirn undurchlässige Filme können i'i umJi'i!. inn die. crfindungsgumiiUcn Mittel
zu schützen. Besonders geeignete Filme sind solche aus Polyäthylen, aus Copolymeren von Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid, aus Polystyrol, aus Äthylcellulosc und aus Polyäthylenterephthalat. Polyäthylenfilme mit Dicken von 13 bis 65 Mikron sind bevorzugt, die man um das Pellet aufschrumpfen läßt, da sie eine sehr zähe, feste Haut ergeben, die gasförmigen Wasserstoff gut durchläßt.
Beispiel 1
In eine Kugelmühle brachte man in trockenem Zustand 160 g pulverförmiges Elektrolyt-Mangandioxyd, 1 g von mit Palladium überzogenem Kohlepulver (5% Palladium auf Kohle), 2 g Acetylenruß, 80 g Portlandzement und 5 g Stahlwollfasern mit einer Länge von 0,3 cm. Diese Bestandteile wurden in der Kugelmühle etwa 30 Minuten lang innig gemischt. Anschließend wurden 16 g der trockenen Mischung in einen Becher gebracht. Man gab hierzu einige Tropfen einer 9molaren Lösung von Kaliumhydroxyd und darauf 7 ml destilliertes Wasser, so daß eine Paste entstand. Nach gutem Mischen füllte man die Paste in halbmondförmige Kanäle von 3,8 cm Länge und 0,45 cm Durchmesser in einem festen Block. Der mit der Paste gefüllte Block wurde 40 Minuten lang in einem Ofen bei 45 bis 65°C getrocknet. Die Pellets wurden aus dem Block entfernt und über Nacht bei Raumtemperatur an Luft getrocknet, jedes Pellet wog etwa 1,3 g, von welchen 0,85 g aus Mangandioxyd bestanden. Die gebildeten Pellets wurden umhüllt mit einer Schicht von in der Wärme schrumpfendem Polyäthylenfilm mit einer Dicke von etwa 25 bis 50 Mikron. Dann schrumpfte man den Film durch Wärme auf. Die Kanten des Filmes wurden mit Heißluft bei 130°C miteinander verschweißt.
Diese Pellets konnten bis zu 220 cm3 gasförmigen Wasserstoff absorbieren. Wenn die Pellets in das Innere eines Stromabnehmers einer wiederaufladbaren Zelle nach Fig. 1 (D-Größe) eingebracht wurden, so wurde die Lagerfähigkeit solcher Zellen bei höherer Temperatur erheblich verbessert, und nach Hwöchiger Lagerung bei 71°C fand kein Bruch der Zellen statt. 50% der Vergleichszellen, die keine Wasserstoff absorbierenden Pellets enthielten, brachen bei der gleichen Lagerung.
Beispiel 2
Um den Einfluß der Menge des Katalysators festzustellen, wurden verschiedene Wasserstoff absorbierende Mischlingen gemäß der nachstehenden Tabelle hergestellt:
Tabelle 1
Formel A Gewicht Gehal
Bestandteile (g) (%)
160 64,5
Pulverförmiges
Elektrolyt-Mangandioxyd 2 0,8
Acetylenruß 80 32,2
Portlandzement 5 2,0
Stahlwolle 1 0,4
Kohle mit 5% Palladium
Die Mengen des Palladium enthaltenden Katalysator nach der Formel A wurden so geändert, daß clii Formeln B, C, D, I- und F entstanden, die 2,0, 5,0, 101C 25,0 und 50,0 g des Katalysators enthielten. Die Mcngi
des absorbierten Wasserstoffs und die Absorptionsgeschwindigkeit in Pellets dieser Formel sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2
Wirkung des Gehaltes an Katalysator auf die Absorptionsgeschwindigkeit von Wasserstoff bei 45°C.
Formel Gehalt an Gewicht des Absorbierte Menge Absorbierte Menge Absorptionsgeschwindigkeit
Katalysator Musters H2 in den ersten H2 innerhalb von nach 1 Std.
30 Minuten 2Std.
(0/0) (g) (cm:») (cmi) (cnWStd.)
A 0,4 1,53 2,0 4,8 1,5
B 0,8 1,51 3,5 9,8 4,5
C 2,0 1,47 10,5 23,6 7,0
D 4,0 1,45 15,0 32,6 11,0
E 9,2 1,35 27,5 48,0 11,0
F 16,8 1,38 32,0 54,5 13,5
Die Tabelle 2 zeigt, daß man erfindungsgemäße Pellets mit verschiedenen Absorptionsgeschwindigkeiten für Wasserstoff herstellen kann, und daß man daher diese Pellets für bestimmte Zwecke den Umständen anpassen kann, wo hohe Absorpitonsgeschwindigkeiten erforderlich sind, und zwar lediglich durch Erhöhung des Gehaltes des Katalysators im Pellet.
Beispiel 3
Es wurden Pellets hergestellt aus einer Mischung von 16 g Elektrob't-Mangandioxyd, 0,1g mit Palladium jo versetzter Kohle, 0,2 g Acetylenruß, 0,8 ml einer 9mo!aren Lösung von Kaliumhydroxyd und 1,43 g eines Polyäthylen enthaltenden Bindemittels in Form einer Aufschlämmung in Toluol. Die Pellets wurden bei 1000C unter einem Druck von 210 kg/cm2 geformt, wobei J5 Pellets mit einer Länge von 1,5 cm und einem Durchmesser von 0,45 cm entstanden, die jedes 0,645 g Mangandioxyd enthielten.
Diese Pellets waren wirksam beim Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff, absorbierten das Gas aber nicht so schnell wie Pellets der gleichen Zusammensetzung, die an Stelle von Polyäthylen einen Zement als Binder hatten.
Beispiel 4
Es ist üblich, etwa 8% Quecksilber, bezogen auf das Gewicht des Zinkpulvers zuzusetzen, um das Zinkpulver in alkalischen Mangandioxyd enthaltenden Zellen zu amalgamieren und damit die Entwicklung von gasförmigem Wasserstoff zu verringern. Der Stromabnehmer r>o aus Messing wird bei Berührung mit der Anode amalgamiert. Um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Mittel zum Absorbieren von Wasserstoff und die Möglichkeit der Herabsetzung des Gehalts an Quecksilber zu prüfen, wurden verschiedene dicht verschlossene r>5 Zellen der C-Größe hergestellt, die verschiedene Mengen von Quecksilber mit und ohne den erfindungsgemäßen Wasserstoff absorbierende Pellets in dem kathodischen Stromabnehmer enthielten. Diese Zellen wurden ohne den Metallmantel und ohne die äußeren wi Deckel und Böden hergestellt. Sie wurden 150 Tage lang bei 45°C gelagert. Nach dieser Zeit wurde die Ausbeulung der Zellen, d. h die mechanische Verformung der flachen Enden des Stahlbechcrs geprüft, der oben in der F i g. 1 gezeigt ist. Diese Verformung wurde gemessen und diente als Maß für die Menge von nicht absorbiertem gasförmigen Wasserstoff in der Zelle. Das gab einen guten Hinweis auf die Menge des in der Zelle vorhandenen Gases, weil der flache Boden der Zelle verhältnismäßig leicht verformt wird und der erste Teil ist, der dem Gasdruck nachgibt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 enthalten.
Tabelle 3
Ausbeulung des Bodens der Zelle mit verschiedenen Mengen von Quecksilber
Zusammensetzung Pellet) Ausbeulung
des Bodens
Pellet) (cm)
2% Quecksilber (kein Pellet) 0,058
(gebrochen)
2% Quecksilber (mit Pellet) 0,033
4% Quecksilber (kein Pellet) 0,058
Pellet) (gebrochen)
4% Quecksilber (mit 0,028
8% Quecksilber (kein 0,046
8% Quecksilber (mit 0,028
Die Tabelle 3 zeigt, daß Zellen mit erfindungsgemäßen Wasserstoff absorbierenden Pellets weit weniger ausgebeulte Böden nach der 150tägigen Lagerung haben, und daß keine der Zellen mit diesen Pellets während des Versuches gebrochen war. Man sieht ferner, daß Zellen mit 2% Quecksilber und einem Pellet besser waren als solche mit 8% Quecksilber und keinem Pellet. Die Herabsetzung des Gehaltes an Quecksilber bringt eine erhebliche Kostenersparnis mit sich, weil Quecksilber eines der teuersten Bestandteile in alkalischen Zink- und Mangandioxyd enthaltenden Zellen ist.
Es ist klar, daß dieses Mittel überall dort gebraucht werden kann, wo die Absorption von gasförmigem Wasserstoff erwünscht ist. Beispiele solcher Anwendungsformen sind Flüssigkeitsschalter, Unterwasseiminen und abgeschlossene und abgedichtete Kondensatoren, wo der Aufbau von Wasserstoffgas unerwünscht ist und häufig der Grund für schlechtes Funktionieren ist.
Hierzu 1 BIaIt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Mittel zum Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff, das eine feste, chemisch mit Wasserstoff reagierende Verbindung, einen Katalysator für die Reaktion des Wasserstoffs und ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es als selbsttragender, aus einem Stück bestehender, für gasförmigen Wasserstoff durchlässiger Formkörper ausgebildet ist.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper von einer für gasförmigen Wasserstoff durchlässigen, für Flüssigkeiten undurchlässigen Umhüllung umgeben ist.
3. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2 in einer elektrochemischen Zelle.
DE2042266A 1969-08-27 1970-08-26 Mittel zum Absorbieren von gasförmigem Wasserstoff und seine Verwendung Expired DE2042266C3 (de)

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