DE2431406C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat zur Verwendung in einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat zur Verwendung in einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische EnergieInfo
- Publication number
- DE2431406C3 DE2431406C3 DE2431406A DE2431406A DE2431406C3 DE 2431406 C3 DE2431406 C3 DE 2431406C3 DE 2431406 A DE2431406 A DE 2431406A DE 2431406 A DE2431406 A DE 2431406A DE 2431406 C3 DE2431406 C3 DE 2431406C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chlorine
- electrolyte
- compartment
- hydrate
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
- H01M12/085—Zinc-halogen cells or batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
Chlorhydrat, Cl2 ■ 6 H2O, wurde bereits als Chlorquelle
für Metall-Chlor-Batterien mit hoher Energiedichte, insbesondere denjenigen mit Zink- und einer
Chlorelektrode, eingesetzt. In der US-PS 37 13 888 ist die Wirkungsweise einer solchen Batterie mit hoher
Energiedichte und die Verwendung von Chlorhydrat zur Chlorerzeugung während des Aufladens der Batterie
beschrieben.
Bei den bekannten Verfahren, die Chlorhydrat als
Chlorquelle für Metall-Chlor-Batterien verwenden, wird das Chlorgas dadurch erzeugt, daß das Hydrat mit
einem Elektrolyten in Kontakt gebracht wird, der eine Temperatur aufweist, die über der Zersetzungstemperatur
des Hydrates liegt. Der Elektrolyt wird zu den Batteriezellen, normalerweise durch Durcngänge in
Kohlenstoff- oder Graphitelektroden zurückgeführt, um auf diese Weise das gelöste oder dispergierte Chlor
freizusetzen. Nach der Umwandlung des Chlors in Chloridionen wird das Chlorhydrat wieder mit dem sich
bildenden Elektrolyten in Kontakt gebracht und das Verfahren wird wiederholt. Normalerweise sind Mittel
vorgesehen, um die Temperatur des Chlorhydrates unter seinem kritischen Punkt zu halten, wenn Chlor
nicht gebraucht wird, und es sind andere Mittel zum Erhitzen des Hydrates vorhanden, um die Freisetzung
des Chlors in den Elektrolyten, der zur Batterie zurückgeführt werden soll, zu unterstützen. Darüber
hinaus können absorbierende oder lösende Mittel vorgesehen sein, um das Chlor, in der Form von Blasen,
fein zu dispergieren und um den Lösungsvorgang im wäßrigen Elektrolyten vor der Zurückführung zur
Batterie zu unterstützen. Gelöstes Chior wird dabei als reaktionsfähiger angesehen als Chlor in Form von
Blasen in der Batterie.
Um die Freisetzun? an Chlorhydrat während der Entladezeiten zu steuern, sind in der Vergangenheit
vergleichsweise komplexe Steuereinrichtungen vorgeschlagen worden. Es wurden Sensoren angeordnet, um
zu bestimmen, wann die Elektrodenabteilung mehr Chlor benötigt, nine Anzeige der Sensoren, daß Chlor
benötigt wird, führte zum Beginn der Tätigkeit einer Pumpe und zum öffnen einer Reihe von Ventilen, so daß
auf diese Weise der Elektrolyt von der Batterie entfernt, durch die Chlorhydratquelle hindurchgedrückt und zur
Elektrodenabteilung zurückgeführt werden konnte.
Infolge der Verwendung der Batterien hoher Energiedichte in Kraftfahrzeugen sollte die Vorrichtung
zum Zuführen des Chlors zuverlässig und billig sein, eine minimale Größe und so wenig arbeitende Teile wie
möglich besitzen. Bekannte derartige Vorrichtungen, die einzelne elektronisch gesteuerte Ventile und
Motoren aufweisen, besitzen mehrere Teile, die ausfallen können und sind darüber hinaus teurer als die
erfindungsgemäße Vorrichtung. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
einfachere, billigere und weniger störanfällige Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen.
) Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat und zur Zuführung des Chlors zu einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie, in der ein elektrischer Strom erzeugt wird, wenn das Chlor in
) Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat und zur Zuführung des Chlors zu einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie, in der ein elektrischer Strom erzeugt wird, wenn das Chlor in
in Chloridionen und das Metall in Metallionen übergeführt
wird, vor, das eine Verbesserung gegenüber den bislang verwendeten Steuerverfahren darstellt. Mit dem Begriff
»Metall-Chlor« isi gemeint, daß die Reaktionen während des Aufladens und Entladens für das Metall an
ι ·". einer Elektrode und für Chlor an der anderen Elektrode
(der Zelle) stattfinden. Die Zellen sind zu einer Batterie von Zellen zusammengefaßt, die als Elektrodenabteilung
bezeichnet wird. Bei dem Verfahren zur Erzeugung und Zuführung von Chlor, das das Zuführen eines
wäßrigcii Metallhalogenid-Elektrolyten von einer Batterie
zu einer Chlorhydratquelle -jci einer niedrigeren
Temperatur umfaßt, so daß ein Teil dec Chlorhydrates in Chlor und Wasser überführt wird, das Entfernen des
Chlors und des Wassers von der Hydratquelle mit dem
2ϊ Elektrolyten, das Lösen von mindestens einem Teil des
Chlorj in dem Wasser vom Hydrat enthaltenden Elektrolyten und das Zurückführen des Elektrolyten mit
dem gelösten Chlor und dem Wasser zur Elektrodenabteilung zur weiteren Entladung und Umsetzung des
ju Chlors in Chlorid, weist die vorliegende Erfindung die
folgenden verbesserten Verfahrensschritte auf: Stoppen des Elektrolytflusses in die Hydratquelle, wenn der
Druck in der Hydratquelle oder im Speicher infolge der Chlorerzeugung aus dem Hydrat ansteigt und wenn der
i-'i Inhalt des Hydratspeichers dazu neigt, aus dem
Elektrolyteinlaß auszufließen und danach, wenn der Druck infolge der Entfernung des erzeugten Chlors aus
dem Hydratspeicher absinkt, Fließenlassen des Elektrolyten aus der Batterie in den Speicher. Dieses Verfahren
■»ο wird wiederholt und liefert eine gute Steuerungsmöglichkeit
für die Chlorzuführung zur Batterie aus dem Chlorhydrat. Eine bevorzugte Einrichtung zur Verhinderung
des Eintretens des Elektrolyten in den Hydratspeicher ist ein Absperrventil, das mit einer
Pumpe zusammenwirkt, sowie eine Vielzahl von anderen Ventilen, um das Verfahren automatisch ohne
enge Überwachung ausführen zu können.
Die vorliegende Erfindung und ihre Wirkungsweise geht aus der folgenden detaillierten Beschreibung in
Verbindung mit der Zeichnung hervor, die ein Schemaplan ein-?r Metall-Chlor-Speichervorrichtung
für elektrische Energie und eine Vorrichtung zur gesteuerten Zugabe von Chlor an eine Elektrolytzuführui
.g :'ür die Elektrodenabteilung ist.
Eine Elektrodenabteilung, die sich aus alternierenden Elektroden aus Metall, beispielsweise Zink, in Plattenform
und Graphit zusammensetzt, durch die Chlor geführt wird und in der Zink in Zinkionen und Chlor in
Chloridionen übergeführt wird, was mit der Erzeugung von Elektrizität verbunden ist, umfaßt Leitungen, Rohre
od. ä. 13 und 15 für die Zuführung und Abführung des Elektrolyten. Die Leitung 15 umfaßt eine Entgiftung 17
mit einer öffnung 19, die gewöhnlich in der Nähe des Auslasses der Elektrodenabteilung angeordnet ist, wenn
6) der Druck an eine-n derartigen Ort geringfügig höher ist
als der atmosphärische Druck. Die Leitung 15 steht mit der Pumpe 21 in Verbindung, die vorzugsweise eine
Verdrängerpumpe ist. Die Pumpe 21. die während der
Zeit arbeitet, in der sich das Batteriesystem entladt, pumpt den Elektrolyten von der Elektrodenabteilung
durch die Leitung 15 und führt ihn in die Leitung 23 ab. von der er durch eine Lösungsvorrichtung oder einen
Absorber 25 und danach durch die Einlaßleitung 13 zum
Elektrodenstapel in der Elektrodenabteilung geführt wird. Auf diese Weise zirkuliert, während sich das
Batteriesystem entlädt, der Elektrolyt mit dem gewünschten Gehalt an darin gelöstem Chlor und mit
etwas dispergiertem Chlor kontinuierlich durch die Zellen. Eine derartige Zirkulation trägt dazu bei. den
Chlorgehalt der Elektrolytzuführung zu den Graphitelektroden über die ganze Elektrodenabteilung einheitlich
zu halten und auf diese Weise eine einheitlichere Lösung des Zinks herbeizuführen. In der Leitung 2i
befindet sich ein einstellbares Ventil 27. das so eingestellt werden kann, daß es zur Steuerung des
Anteils an Elektrolyt beiträgt, der durch die Ruckführleitung (Leitungen 15. 23 und 13) gepumpt wird, im
Vergleich zu demjenigen Anteil, der durch einen Behälter mit Chlorhydrat gepumpt wird. Dieses Venn!
d: jnt darüber hinaus dazu, die Leitungsdrücke in der
Rückführleitung zu steuern.
Wenn sich der gewünschte Chlorgehalt im zirkulierenden
Elektrolyten befindet, besteht kein Bedarf fur
den Zusatz von weiterem Chlor, es sei denn, es uird in
der Elektrodenabteilung verbraucht. Chlor wird jedoch
während der Operation des Batteriesystems, wenn sich dieses entlädt, immer verbraucht, so daß es für diese
Zeiträume wünschenswert ist. eine beständige Zuführung oder einen beständigen Chlorzufluß im richtigen
Ausmaß zu besitzen, um die Chlorkonzentration im Elektrolyten auf den gewünschten Stand ansteigen zu
lassen. Es wurde herausgefunden, daß die Sättigung mit
Chlor oder ein geringer Überschuß über die Sättigung eine besonders günstige und wünschenswerte Konzentration
des Chlors im wäßrigen Elektrolyten (gewöhnlich wäßriges Zinkchlorid) darstellt. Mit "der vorliegenden
Erfindung kann eine derartige konstante Zuführungsrate aufrechterhalten werden. Hinzu kommt, daß.
wenn die elektrische Entladung des Batteriesystems unregelmäßig verläuft, nur eine ausreichende Chlorgasmenge
dem zirkulierenden Elektrolyten zugeführt wird,
so daß dieser mit Chlor gesättigt oder geringfügig übersättigt ist. Mit der vorliegenden Erfindung können
diese Ziele erreicht werden, ohne daß Meßfühler und ähnliche Steuervorrichtungen erforderlich sind.
Wenn in der Elektrolytzuführung zur Elektrodenabteilung
ein Mangel an Chlor besteht, liefert die Pumpe 21 etwas Elektrolyt zur Leitung 29 und danach zum
Hydratspeicher 31. Der Elektrolyt tritt mit dem Chlorhydrat oder einem Teil desselben in Kontakt und
verursacht dessen teilweise Zersetzung, wodurch Chlor freigesetzt wird. Wie man in der Zeichnung erkennen
kann, passiert der Elektrolyt infolge der aus der Chlorerzeugung (und des Begleitwassers) herrührenden
Druckentwicklung im Speicher die Leitung 33. wenn das Absperr- oder Rückschlagventil 35 geschlossen ist.
Danach dringen Elektrolyt und gasförmiges Chlor durch das Drosselventil 37 in den Absorber oder die
Lösungsvorrichtung 23 ein, in der das Chlor in er gen
Kontakt mit dem Elektrolyten gebracht wird, was durch
das Hindurchdringen durch kleine öffnungen oder feine
Durchgänge in Kontakt mit dem Elektrolyten verursacht werden kann, und der angereicherte Elektrolyt
wird über die Leitung J3 zum Zellcnstapei zurückgeführt.
In Fällen, in denen eine Vermischung in der Leitung 33 vorgenommen wird oder in denen in dieser
Leitung eine ausreichende Lösung oder Dispersion erhalten wird, kann der Absorber weggelassen oder
modifiziert werden. In diesen Fällen kann der Elektrolyt
und das Chlor direkt über die Leitung 33 in die Leitung 23. stromab vom Ventil 27 oder in die Leitung 13 kurz
vor der Rückführung zur F.lektrodenabteilung zurückgeführt werden.
Das vorliegende System ist narrensicher, erfordert nur eine geringe oder gar keine Wartung bzw. Kontrolle
von außen und ist sehr wirtschaftlich. Die Pumpe 21 kann in kontinuierlichem Betrieb gehalten werden, ob
das Batteriesystem nun aufgeladen oder entladen wird,
oder sie kann während Leerlaufzeiten abgestellt werden. Wenn ein intermittierender Betrieb gewünscht
wird, kann es wünschenswert sein. Mittel (nicht gezeigt)
für das Abschließen der Entlüftungsöffnung vorzusehen, um auf diese Weise unnötigen Chlorverlust während der
Penoden, wo keine Entladung stattfindet, zu vermeiden.
Bei Normalbetrieb sind die Ventile 27 und 37 so eingestellt, daß sie das gewünschte Verhältnis an
Gegendrücken im geschlossenen System liefen, so daß. wenn der Druck in der Leitung 1.3 infolge Chlorverbrauches
in der Batterie während der Entladung fällt und ein derartiger Druckabfall an den Hydratspeicher durch das
Ventil 37 und die Leitung 33 weitergegeben wird, die durch das Ventil 37 verursachte Drosselung wünschenswerterweise
einen Elektrolyt- und Gasfluß vom Hydrat· neicher zurück zur Elektrodenabteilung ermöglicht,
ohne jedoch eine Rückführung des zurückfließenden Elektrolyten zum Hydratspeicher durch die Leitung
33 zuzulassen. Mit anderen Worten, der Druckabfall durch das Ventil 27 gleicht die Summe der Druckabfälle
durch das Ventil 37 infolge des Leitungswiderstandes 33 und des des Hydratspeichers während des Flusses nach
dem öffnen des Ventils 35 aus. so daß der rückfließende Elektrolyt nicht in den Hydratspeicher, mit Ausnahme
der Leitung 39 und dem Ventil 35, eindringt und Chlor und Elektrolytlösung vom Hydratspeicher natürlich
nicht durch die Leitung 23 oder die Leitung 29 in Richtung auf die Pumpe 21 zurückgeführt werden.
Wenn das Ventil 35 geöffnet ist. findet ein Druckausgleich zwischen dem Druckabfall durch das
Ventil 27 und demjenigen durch die Ventile 35 und 37 und den Durchflußwiderständen der Leitungen 29 und
33 zusammen mit dem geringen Durchflußwiderstand, der durch die Ausbildung des Hydratspeichers verursacht
wird, statt, so daß auf diese Weise eins Zuführung durch den Hydratspeicher und eine Rückführung zur
Rückführleitung ohne nicht wünschenswerte Rückführung möglich wird. Nachdem derartige Einstellungen
einmal für Normalbetrieb getroffen worder sind, brauchen sie normalerweise nicht mehr geändert zu
werden, mit Ausnahme von geringfügigen Regulierungen während des Betriebes des Batteriesystems.
Während der elektrischen Entladung wird Chlor verbraucht, so daß der Druck im System absinkt. In
diesem Stadium ermöglicht das Absperrventil 35 den Durchfluß des Elektrolyten in den Hydratspeicher und
die Chlorbildung. Dadurch Findet wiederum im System eine Druckerhöhung statt, die das Schließen des Ventils
35 verursacht, so daß der Elektrolyt weiterhin der Elekirodenabteilung zugeführt wird, bis das gesamte
Chlor im wesentlichen verbraucht ist Zu diesem Zeitpunkt fällt der Druck ab, so daß der Elektrolyt
wieder durch das Rückschlagventil 35 in den Hydratspeicher flieSer. kann, so daß die Operation wiederholt
wird.
Die Entlüftung 17 ist in der Zeichnung in schemati-
scher Weise gezeigt und befindet sich an einer passenden Stelle für die Entlüftung von Chlorgas. Die
Entlüftung kann sich jedoch ebenfalls an anderen Stellen im S/stem befinden oder kann ganz entfallen.
Ihre Nützlichkeit läßt sich am besten in Systemen beweisen, in denen immer ein geringer Überschuß an
nicht gelöstem Chlor im Elektrolyten besteht, sogar f'vc-nn, wenn dieser die Elektrodenabteilung durchflossen
hai. In derartigen Fällen werden durch die kontinuierliche
Entlüftung schädliche Gase oder verdampfte Flüssigkeiten, die sich während de- elektrolytischen
Reaktion gebildet haben können und die, wenn ihre Konzentration zu hoch wird, die elektrochemische
Reaktion störend beeinflussen und eine Abnahme der elektrischen Entladungskapazität bewirken, entfernt.
Die Entlüftung kann darüber hinaus in den Zellen selbst, in einem Rohrverteiler, in der Elektrodenabteilung und
vor dem Einlaß zur Elektrodenabteilung angeordnet sein Auch in denjenigen Fä!!?n. in den?" kpinp
schädlichen Gase entlüftet werden müssen, ist ein geringer Entlüftungseffekt (mit einer sehr kleinen
Offnunp) von Nutzen, um ein Maß für den Materialfluß
durch das System aufrechtzuerhalten und um zum Teil dazu beizutragen. Stagnation oder Abscheidtingen auf
Systemteilen infolge vollständigen Stillstandes zu verhindern.
Die Entlüftung ist vorzugsweise mit einem Rückschlagverschluß versehen, um auf diese Weise bei
Undichtigkeiten einen Rückfluß von Luft in das System zu verhindern. Darüber hinaus können, wenn es
ünschenswert ist. Mittel zum Auffangen des entlüfteten
Chlors und anderer entlüfteter Gase vorgesehen werden, und es können die Verunreinigungen entfernt
und das Chlor in die Leitungen zurückgeführt werden.
Das vorliegende System wurde in bezug auf das Entladen des Batteriesystems beschrieben, kann jedoch,
soweit es die Entlüftung betrifft, ebenfalls während des Aufladens angewendet werden. Es ist jedoch klar, daß
während des Aufladens, bei dem Chlor anstatt verbraucht produziert wird, kein Bedarf für die
Freisetzung von Chlor aus dem Hydratspeicher besteht, sondern Chlorhydrat durch das Kühlen des Elektrolyten
und die Reaktion von Chlor und Wasser unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen gebildet
wird.
Die verwendeten Konstruktionsmaterialien sind gegenüber wäßrigem Zinkchlorid, das feuchtes Chlor
enthält, beständig. Obgleich auch Eisen und Stahl gebräuchliche Materialien sind, werden vorzugsweise
Ventilteile aus Titan, Titanlegierungen, Polytetrafluorethylen oder ähnlichen beständigen Metallen, Legierungen
oder Kunststoffen verwendet. Obgleich normalerweise wäßriges Zinkchlorid als Elektrolyt verwendet
wird, können auch andere Metallelektroden Verwendung finden, beispielsweise solche aus Eisen, Nickel,
Chrom sowie deren Legierungen, und es können andere inerte Elektroden anstelle des Graphits für die
Chloreleklrode Anwendung finden. Die Temperatur des Elektrolyten liegt normalerweise in einem Bereich von
15 bis 5O0C. Die Temperatur des Hydratspeichers wird
normalerweise unter 5'C gehalten und kann bis auf -20" C heruntergehen. Sie liegt vorzugsweise bei
-v C bis +5"C. Im System herrscht ein positiver Druck, der normalerweise von 2.49 mbar bis zu I bar
rpirht ιitlfl vnrvuaiu/pisp mn 0.035 b'S 0.35 bar, i>b"!eich
auch viel höhere Drücke durch die bevorzugten Verdrängerpumpen hervorgerufen werden können.
Anstelle der beschriebenen Pumpenart können auch Zentrifugalpumpen mit geeigneten Kenngrößen Anwendungfinden.
Der Anteil des zirkulierenden Elektrolyten, der durch den Hydratspeicher dringt, beträgt im Durchschnitt 0.1
bis 10%. vorzugsweise 1 bis 6% vom gesamten Elektrolytvolumen, wenn sich das Batteriesystem
kontinuierlich entlädt. Das Rückschlagventil hindert das Fließen des Elektrolyten in den Hydratspeicher, sobald
infolge des hohen Druckes im Hydratspeicher der Umkehrfluß initiiert wird. Normalerweise reichen
bereits 2,49 mbar Druckdifferenz aus. um das Schließen des Absperrventils zu verursachen, jedoch können auch
weniger empfindliche Ventile, beispielsweise solche, die eine Druckdifferenz von 0.035 bar erfordern, zufriedenstellend
angewendet werden. Natürlich sind die absoluten Durchflußgeschwindigkeiten im System von
der Größe des Batteriesystems abhängig. Normale, auf der Elektrolytzirkulation durch die Elektrodenabteilung
basierende Durchflußgeschwindigkeiten reichen von etwa 0.1 bis etwa 3,0 cm;/Min/cm2 Elektrodenfläche. Die
Elektrolytkonzentration kann von 10 bis 40 Gew.-%. vorzugsweise 15 bis 35 Gew.-% Sättigung Metallhalogenid
in Wasser reichen. Das bevorzugte Metallhalogenid ist Zinkchlorid.
Claims (11)
1. Verfahren zur Steuerung der Erzeugung und Zuführung von Chlor aus einem Speicherabteil, das
einen Elektrolyteinlaß und -auslaß und eine darin ί befindliche Chlorhydratquelle aufweist, in einer
Speichervorrichtung für elektrische Energie mit einer Elektrodenabteilung, die einen Stapel von
Zellen umfaßt, welche Metall-Chlor-Elektroden aufweisen, wobei während der Entladungsphase der
Vorrichtung Chlor in Chloridionen und das Metall in Metallionen übergeführt wird, gekennzeichnet
durch das Zusetzen eines wäßrigen Metallhalogenid-Elektrolyten von der Elektrodenabteilung
zu einer Chlorhydratquelle, die sich auf einer ;ί
niedrigeren Temperatur als der Elektrolyt befindet, um auf diese Weise einen Teil des Chlorhydrates in
Chlor und Wasser zu überführen, das Entfernen des Chlors und Wassers von der Hydratquelle mit dem
Elektrolyten, das Lösen von mindestens einem Teil des Chlors im Elektrolyten, der Wasser vom Hydrat
enthält, und das Zurückführen des Elektrolyten mit gelöstem Chlor und Wasser zur Elektrodenabteilung,
wobei der Elektrolytfluß in die Hydratquelle gestoppt wird, wenn der Druck im Speicherabteil
infolge der Chlorerzeugung aus dem Hydrat ansteigt und dazu führt, daß der Hydratspeicherinhalt aus
dem Elektrolyteinlaß auszufließen droht und, wenn der Druck infolge der Entfernung des von der
Hydratquelle erzeugten Chlors absinkt, der Elektrolyt
daraufhin von der Elektrodenabteilung in den HydratspeLher geschickt wird.
2. Verfahren nach Anspr.-ch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrolytzuführung zum Hydratspeicher warm ist, und d,rl· das Stoppen des
Elektrolytflusses zur Hydratquelle und die Wiederaufnahme des Fließens, wenn der Druck infolge der
Entfernung des aus der Hydratquelle erzeugten Chlors absinkt, kontinuierlich während der Entladung
der Vorrichtung wiederholt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Elektrolyten
kontinuierlich aus der Elektrodenabteilung heraus und in die Elektrodenabteilung zurück zirkuliert
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlorgas, das in dem Elektrolyten,
der die Hydratquelle verläßt, nicht gelöst ist, in einer
Lösungszone im Elektrolyten oder m einem zusätzlichen zirkuliecenden Elektrolyten gelöst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des Elektrolyten durch
die Speicherabteilung zirkulieren läßt und daß der Fluß des Elektrolyten in die Speicherabteilung und
aus dieser heraus durch Drosselungen der Durchgänge im Elektrolyteinlaß und -auslaß der Speicherabteilung
gesteuert wird.
6. Verfahren zur Erzeugung von Chlor aus einer Chlorhydratquelle, die in einer Speicherabteilung
mit Einlaß- und Auslaßeinrichtungen angeordnet ist, wobei die Speicherabteilung an eine Elektrodenabteilung
mit Einlaß- und Auslaßeinriehtungen angeschlossen
ist und die Elektrodenabtcilung einen Stapel von Zellen mit Metall- und Chlorelektroden
aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte:
65
1. Zirkulierenlassen eines wäßrigen Metallhalogcnid-Elektrolyten
durch die Speichprabteilung und zurück zur F.lektrodenabteilung;
2. Erzeugen von Chlor durch das Zersetzen des Chlorhydrates und Ermöglichen eines Druckaufbaus
in der Speicherabteilung;
3. Stoppen des Elektrolytflusses in die Speicherabteilung, wenn der Inhalt desselben aus dem
Einlaß der Speicherabteilung herauszufließen droht;
4. Fließenlassen des Elektrolyten von der Auslaßeinrichtung der Elektrodenabteilunj an der
Einlaßeinrichtung der Speicherabteilung vorbei, wobei die Speicherabteilung passiert wird, und
Weiterführen des Flusses zu der Einlaßeinrichtung der Elektrodenabteilung zurück, um auf
diese Weise das Chlor in der Lösung reagieren zu lassen und den Chlorgehalt des Elektrolyten
zu reduzieren; und
5. Rückkehrzu Schritt 1.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren eine Pumpe zur
Anwendung kommt, wobei die Hochdruckseite der Pumpe in unmittelbarer Nähe der Einlaßeinrichtung
der Speicherabteilung angeordnet und die Niederdruckseite an die Auslaßeinrichtung der Elektrodenabteilung
angeschlossen ist.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, die eine Elektrodenabteilung mit
einem Stapel von Metall-Chlor-Elektroden und einen Einlaß und Auslaß aufweist, die durch eine
erste Leitung so miteinander verbunden sind, daß eine kontinuierliche Elektrodenabteilungsschleife
gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung des weiteren eine Speicherabteilung
(31) mit einem Einlaß und einem Auslaß aufweist, die die Chlorhydratquelle enthält, eine Pumpe (21), um
den Elektrolyten in der kontinuierlichen Schleife (13, 15) fließen zu lassen, eine zweite Leitung (29), die für
den Elektrolytfluß vom Auslaß der Elektrodenabteilung (11) zum Einlaß der Speicherabteilung (31)
vorgesehen ist, in der zweiten Leitung (29) angeordnete Drosselmittel (35), über die Rückfluß
aus dem Einlaß der Speicherabteilung (31) infolge des Druckaufbaus in der Speicherabteilung (31),
wenn sich das Chlorhydrat zersetzt, verhindert werden'kann, und eine dritte Leitung (33), die den
Auslaß der Speicherabteilung (31) mit dem Einlaß der Elektrodenabteilung (U) verbindet und über die
die Zersetzungsprodukte des Chlorhydrates und der Elektrolyt zw Elektrodenabteilung (11) fließen
können.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselmittel (35) in der zweiten Leitung (29) durch ein Absperrventil gebildet
werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren eine lösungsbewirkende
Einrichtung (25) aufweist, die in der kontinuierlichen Elektrodenabteilungsschleife (13,
15) vorhanden ist, und abstiomscitig vom Auslaß der Speicherabteilung (31) angeordnet ist und das
Mischen des aus dem Chlorhydrat stammenden Chlors mit dem zirkulierenden Elektrolyt sowie das
Lösen darin bewirken kann.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren zwei einstellbare
Ventile (27, 37) aufweist, von denen das erste (27) in der kontinuierlichen Elektrodenabteilungsschleife
(13, 15) und abstromseitig von der zweiten
Leitung (29) und das zweite Ventil (37) in der dritten Leitung (33) angeordnet ist, und daß das erste
einstellbare Ventil (27) den Elektrolytfluß von der kontinuierlichen Elektrodenabteilungsschleife (!3,
15) unterbrechen kann, indem es diesen durch die Speicherabteilung (31) fließen läßt, wenn der
Elektrolyt kein Chlor mehr aufweist, und daß das zweite einstellbare Ventil (37) den Elektrolyten in
der Speicherabteilung (31) so lange zurückhalten kann, bis «.usätzliches Chlor infolge des Chlorabfalls
in der Elektrodenabteilungsschleife (13, 15) gefordert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US37601873A | 1973-07-02 | 1973-07-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2431406A1 DE2431406A1 (de) | 1975-01-30 |
DE2431406B2 DE2431406B2 (de) | 1980-11-27 |
DE2431406C3 true DE2431406C3 (de) | 1982-03-18 |
Family
ID=23483352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2431406A Expired DE2431406C3 (de) | 1973-07-02 | 1974-06-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat zur Verwendung in einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5759632B2 (de) |
AR (1) | AR208064A1 (de) |
AU (1) | AU7069574A (de) |
BE (1) | BE817184A (de) |
BR (1) | BR7405439D0 (de) |
CA (1) | CA1002589A (de) |
CH (1) | CH607349A5 (de) |
DE (1) | DE2431406C3 (de) |
DK (1) | DK353074A (de) |
ES (1) | ES427890A1 (de) |
FR (1) | FR2236286B1 (de) |
GB (1) | GB1452199A (de) |
IT (1) | IT1021564B (de) |
NL (1) | NL7408937A (de) |
SE (1) | SE409781B (de) |
SU (1) | SU833177A3 (de) |
ZA (1) | ZA744250B (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4320179A (en) * | 1978-04-03 | 1982-03-16 | Energy Development Associates, Inc. | Transference and purification of halogen and hydrohalic acid in an electrochemical system |
GB2177251B (en) * | 1985-06-19 | 1988-12-07 | Furukawa Electric Co Ltd | Battery |
JPH053323Y2 (de) * | 1985-09-03 | 1993-01-27 | ||
US6348674B1 (en) * | 2000-08-25 | 2002-02-19 | Larry R. Russell | Method and apparatus for pretensioning remotely installed clamps and flanges |
-
1974
- 1974-01-01 AR AR254528A patent/AR208064A1/es active
- 1974-06-27 CA CA203,545A patent/CA1002589A/en not_active Expired
- 1974-06-29 DE DE2431406A patent/DE2431406C3/de not_active Expired
- 1974-07-01 AU AU70695/74A patent/AU7069574A/en not_active Expired
- 1974-07-01 DK DK353074A patent/DK353074A/da unknown
- 1974-07-01 SU SU742046361A patent/SU833177A3/ru active
- 1974-07-01 SE SE7408659A patent/SE409781B/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-07-02 GB GB2927974A patent/GB1452199A/en not_active Expired
- 1974-07-02 FR FR7423022A patent/FR2236286B1/fr not_active Expired
- 1974-07-02 ZA ZA00744250A patent/ZA744250B/xx unknown
- 1974-07-02 BR BR5439/74A patent/BR7405439D0/pt unknown
- 1974-07-02 CH CH907674A patent/CH607349A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-07-02 IT IT51877/74A patent/IT1021564B/it active
- 1974-07-02 JP JP49075783A patent/JPS5759632B2/ja not_active Expired
- 1974-07-02 ES ES427890A patent/ES427890A1/es not_active Expired
- 1974-07-02 BE BE146161A patent/BE817184A/xx unknown
- 1974-07-02 NL NL7408937A patent/NL7408937A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2236286A1 (de) | 1975-01-31 |
GB1452199A (en) | 1976-10-13 |
CH607349A5 (de) | 1978-12-15 |
IT1021564B (it) | 1978-02-20 |
SU833177A3 (ru) | 1981-05-23 |
DE2431406B2 (de) | 1980-11-27 |
AU7069574A (en) | 1976-01-08 |
ES427890A1 (es) | 1976-12-16 |
ZA744250B (en) | 1975-07-30 |
JPS5048424A (de) | 1975-04-30 |
DK353074A (de) | 1975-03-10 |
SE7408659L (de) | 1975-01-03 |
CA1002589A (en) | 1976-12-28 |
DE2431406A1 (de) | 1975-01-30 |
BR7405439D0 (pt) | 1975-05-27 |
SE409781B (sv) | 1979-09-03 |
BE817184A (fr) | 1975-01-02 |
AR208064A1 (es) | 1976-11-30 |
FR2236286B1 (de) | 1980-11-07 |
NL7408937A (nl) | 1975-01-06 |
JPS5759632B2 (de) | 1982-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2912271C2 (de) | Verfahren zur Überführung und Reinigung von Halogen und Halogenwasserstoffsäure in einem elektrochemischen System | |
DE2552108A1 (de) | Elektrolysezellensystem | |
DE3112302A1 (de) | "anode mit verringerter sauerstofferzeugung bei der hcl-elektrolyse" | |
DE10317767A1 (de) | Gas/Flüssig-Phasenseparator mit verbesserter Druckkontrolle | |
DE102013011298A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyse mit einer Sauerstoff-Verzehr Kathode | |
DE2523117A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur regeneration einer dekapierloesung | |
DE2431406C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat zur Verwendung in einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie | |
DE102020212178A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems | |
AT507763B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum austragen verbrauchter und zum teil explosionsfähiger betriebsmedien einer brennstoffzelle | |
DE1496303A1 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzelle und dafuer geeignete Anlage | |
DE102010054643A1 (de) | Elektrolyseur mit spiralförmigem Einlaufschlauch | |
DE102020004630A1 (de) | Druckhaltung in einer Elektrolyseanlage | |
EP1547184A2 (de) | Brennstoffzellensystem mit einem k hlkreislauf | |
DE1771976A1 (de) | Elektrochemische Erzeugung eines elektrischen Stromes | |
DE2928983A1 (de) | Verfahren zum herstellen von wasserstoff | |
CH633132A5 (de) | Verfahren zum laden und entladen eines halogenid-akkus und dafuer geeigneter akkumulator. | |
DE1571960B1 (de) | Verfahren zum umwaelzen eines fluessigen elektrolyten in einer galvanischen zelle zb einer brennstoffzelle und anord nung zur durchfuehrung des verfahrens | |
EP2657193B1 (de) | Elektrolyseanlage und verfahren zum betreiben derselben | |
EP0746640A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen abscheidung von metallen aus elektrolyten mit prozessorganik | |
DE1496300C3 (de) | Brennstoffelement mit einem Gasumlaufsystem | |
DE1194857B (de) | Zelle zur elektrolytischen Herstellung von metallorganischen Verbindungen | |
DE3225470A1 (de) | Verfahren zum elektrolytischen extrahieren von massivzink mit wasserstoffanoden | |
DE3237784A1 (de) | Metallhalogenbatterie und verbessertes verfahren zur halogenhydraterzeugung | |
EP1122216A2 (de) | Verfahren und Elektrolysezelle zum Reduzieren korrodierend wirkender Bestandteile in Flüssigkeiten | |
DE1592217C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von pharmazeutischem Bismuthylnitrat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ENERGY DEVELOPMENT ASSOCIATES, INC., 48071 MADISON |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: HAUCK, H., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING., 8000 MUENCHEN SCHMITZ, W., DIPL.-PHYS. GRAALFS, E., DIPL.-ING., 2000 HAMBURG WEHNERT, W., DIPL.-ING., 8000 MUENCHEN DOERING, W., DIPL.-WIRTSCH.-ING. DR.-ING., PAT.-ANW., 4000 DUESSELDORF |