DE2514034A1 - Festelektrolyt-batterie - Google Patents
Festelektrolyt-batterieInfo
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Description
BROWN, BOVER! & ClE . AKTIENGESELLSCHAFT j ;[ .:...),..·>
M A N N H EIM ' KfROWN !3OVtt ί I
Mp,-Nr. 531/75 Mannheim, den 13. März 1975
ZFE/P1-Wg/Bt
Festelektrolyt-Batterie ;
Die Erfindung betrifft eine Festelektrolyt-Batterie für die Elektrolyse und/oder Erzeugung elektrischer Energie mit auf-
einander geschichteten Zellen, die jeweils einen beidseitig mit flächige·.' Elektroden versehenen, plattenförmigen Festelektrolyten
aufweisen, wobei zwischen zwei benachbarten Zellen sowie als Batterie-Endverschluß jeweils eine elektronenleitende,
gasdichte, keramische Trenn- bzw. Abschlußwand vorgesehen ist, die zu den Elektroden offene Kanäle mitbildet, die im Randbereich
der Zellen an Sammler für die Zufuhr der gasförmigen
Reaktanden bzw. Abfuhr der Reaktionsprodukte angeschlossen ; sind. j
Eine bekannte Brennstoffzelle dieser Art ist in Filterpressen-Bauweise
ausgeführt, die einzelnen Elemente werden durch Feder-:
elemente zusammengehalten (US-PS 3 300 344). Die Federelemente verlieren jedoch bei höheren Temperaturen, wie sie für den
Betrieb solcher Batterien üblich sind, meist sehr rasch ihre Federwirkung, so daß der Zusammenhalt der Batterie gefährdet
ist. Darüberhinaus sind zwischen den Trennwänden und den auf den Festelektrolyten vorgesehenen Elektroden Gitter zur Stromabnahme
vorgesehen, welche die Bauhöhe und den Gesamtaufwand für die Batterie und deren Abdichtung vergrößern. Zudem müssen
die Trennwände für das Einarbeiten von Kanälen mit ausreichendem Querschnitt entsprechend dick ausgebildet sein. ί
- 2 - ι
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: ZZ1J 1Z
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Festelektrolyt-Batterie
der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie bei verringertem Bauaufwand in ihrer Funktion verbessert
ist» Darüberhinaus soll die Batterie einfach und kompakt ausgeführt sowie den üblichen betrieblichen Anforderungen gewachsen
sein.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß nun darin, daß die Festelektrolyten samt Elektroden wellenförmig und die Trennwände
eben ausgebildet, oder die Trennwände wellenförmig und die Festelektrolyten samt Elektroden eben ausgebildet, oder
die Festelektrolyten samt Elektroden und die Trennwände wellenförmig
ausgebildet sind und an mindestens einigen der Wellentäler bzw. Wellenberge mit möglichst kleinen Berührungsflächen
miteinander unlösbar zur Batterie verbunden sind und daß die ;
von den Wellungen mitgebildeten Reaktionsräume für die Reak- : tanden demgemäß ein Wellen- oder Wabenprofil aufweisen und an ;
ihren offenen Enden in auf den Stirnseiten der Batterie ange- :
ordnete Sammler münden".. |
Durch die wellenförmige Ausbildung der mit Elektroden ver- '
sehenen Festelektrolyten und/oder der Trennwände lassen sich mit geringer Wandstärke eine Vielzahl von
Kanälen bilden, die als Reaktionsräume eingesetzt sind und eine große Reaktionsfläche aufweisen. Da die Wellungen an ihren
Wellentälern bzw. Wellenbergen mit möglichst kleinen Berührungsflächen aneinander unlösbar zur Batterie verbunden sind, sind
die Reaktionsräume groß und die unlösbare Verbindung erlaubt den selbsttragenden Aufbau der Batterie. Die an den Stirnseiten
der Batterie vorgesehenen Sammler ermöglichen die Zufuhr- bzw. Abfuhr der Reaktanden bzw. Reaktionsprodukte auf kurzem Wege.
Da die Trennwände ohne jegliche Zwischenschaltung von Gittern mit den Elektroden verbunden sind, ist der Innenwiderstand der
Batterie durch den Wegfall entsprechender Kontaktstücke verringert und ihre Leistungsfähigkeit erhöht. Es ergibt sich '
somit bei kompaktem, einfachem Aufbau eine Steigerung der
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Pat4F t (070-100CCZKD
j Punktionstüchtigkeit der Batterie. Die erfindungsgemäße Ausbildung
der Batterie ist nicht beschränkt auf Batterien mit Festielektrolyten
aus einem bestimmten Material, sie können vielmehr : aus einem beliebigen Material bestehen und z.B. je nach Art
' und/oder Einsatzbedingungen der Batterie als keramische, organi-
; sehe oder quasi feste Elektrolyten ausgebildet sein. Hierbei
1 sind unter quasi festen Elektrolyten flüssige Elektrolyten zu
verstellen, die von einem porösen Träger aufgenommen sind. Werden • für die Stromzufuhr oder Abfuhr flüssige Elektroden benutzt,
iso können die vorgesehenen, festen Elektroden entfallen, für
; die Ausbildung der Batterie gemäß der Erfindung ist dies ohne
Bedeutung.
■ Die unlösbare Terbindung der einzelnen Elemente untereinander
\ kann beliebig sein, z.B. durch Kleben. In vorteilhafter Weise
sind jedoch die mit Elektroden versehenen Fe st elektrolyt en von I Hochtemperatuio-Batterien mit einer S int erver bindung an den
iTrenn- bzw. Abschlußwänden befestigt.
' Sind die einzelnen Elemente der Batterie mit linienf örmigen
!Berührungsflächen aufeinander geschichtet, so bewährte es sich,
!wenn wenigstens die dem Rangier Batterie benachbarten Yerbin- '■ düngen zwischen den Festelektrolyten und den Trenn- bzw. Ab-•
schlußwänden gasdicht ausgeführt sind. Hierdurch wird die !Batterie auf einfache Weise nach außen abgedichtet, so daß
eine besondere Abdichtung entfallen kann«
:Um die Sammler möglichst einfach zu gestalten, bewährte es
i sich, wenn die Sammler aus jeweils mindestens einem, auf die . i jeweilige· Stirnseite der Batterie aufgesetzten Körper mit einj
gearbeiteten, zu Anschlußöffnungen führenden Sainmelkanälen gelbildet
sind, die jeweils Reaktionsräume gleicher Funktion zusammenfassen. Die Körper sind bei Hochtemperatur-Batterien vor-
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zugsweise aus Keramik hergestellt und durch Sinterung an der Stirnseiten der Batterie befestigt.
Ist nun die Festelektrolyt-Batterie mit abwechselnd aufeinander
geschichteten Ebenen und gewellten Elementen gebildet, so sind in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung- die Festelektrolyten
eben und die Trennwände gewellt, und die Trennwände folgen bezüglich der Richtung ihrer Wellungen etwa rechtwinklich sich kreuzend aufeinander.
Auf diese Weise münden Kanäle gleicher Funktion jeweils an einer bzw. an der gegenüberliegenden Stirnseite
der Batterie, so daß die Ausbildung und die Befestigung der Sammler wesentlich vereinfacht und verbilligt ist.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die ersten Sammler für die eine Gruppe.von Reaktionsräumen im wesentlichen aus je einer
auf die Stirnseite der Batterie aufgesetzten Haube bestehen, während die zweiten Sammler aus einem, die Batterie umgebenden,
gegebenenfalls zum Außenraum abgeschlossenen Sammelraum gebildet sind. Es ist also lediglich/ein Sammler aufgesetzt und
für die eine Gruppe von Reaktionsräumen und die so ausgestattete Batterie ist von einem Sammelraum umgeben, in welchen die
Reaktionsräume der zweiten Gruppe münden und der als zweiter Sammler dient. Der Sammelraum kann hierbei zum Außenraum abgeschlossen
und mit Zufuhr- und Abfuhrleitungen für die Reaktanden versehen sein, oder er ist zum Außenraum hin offen.
Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn als Reaktand für die zweite Gruppe der Reaktionsräume Luft eingesetzt wird. Für eine
Hochtemperatur-Batterie wird man die Hauben vorzugsweise aus Keramik herstellen und durch Sintern befestigen; ,
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Auch ist es für den Gesamtaufbau der Festelektrolyt-Batterie günstig, wenn die Amplituden der Wellungen untereinander gleich
sind.
Hierbei bewährte es sich weiter, wenn die Wellenlänge der sinusförmigen Wellungen etwa ihrer Tierfachen Amplitude entspricht.
Hierdurch v/erden einerseits die Reaktionsräume in ihrem Querschnitt nicht zu klein und andererseits ist der Abstand
von Stellen, an denen der Festelektrolyt bzw. die Elektroden
an der Trennwand befestigt sind, nicht allzu groß, so daß der Strom an verhältnismäßig vielen Stellen von den Elektroden
abgenommen bzw. zu den Elektroden geführt wird. Die Strombelastung der Elektroden ist verringert und der Innenwiderstand
der Batterie verkleinert.
Auch bewährte es sich, wenn ein Teil der Batterie zur Elektrolyse und der übrige Teil der Batterie zur Erzeugung elektrischer
Energie gleichzeitig eingesetzt ist«,
Weitere Yorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor, welche folgendes zeigen:
Fig. 1 den Gegenstand der Erfindung mit gewellten Elektrolyten und ebenen Trenn- bzw. Abschlußwänden, wobei
die Wellungen in gleiche Richtung zeigen, in perspektivischer Darstellung mit einem abgenommenen Sammler,
Fig. 2 den abgenommen Sammler der Figur 1 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Tariante der Festelektrolyt-Batterie
mit gewellten Trenn- bzw. Abschlußwänden und ebenen Elektrolyten, wobei die Wellungen in gleiche
Richtung zeigen,
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ι, ·
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer Variante des Erfindungsgegenstandes
mit gewellten Trennwänden und ebenen Festelektrolyten, wobei aufeinanderfolgende Trennwände
mit ihren Wellungen sich etwa rechtwinklig kreuzen,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes mit gewellten Trenn- bzw. Abschlußwänden sowie mit gewellten Elektrolyten und ;
Fig. 6 den Gesamtaufbau einer Festelektrolyt-Batterie mit einer Zuordnung der Trennwände und der Festelektrolyten
entsprechend der Figur 4.
i Gleiche Bauteile bzw. Bauteile gleicher Funktion sind im folgen-I
den in den einzelnen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugs— zeichen versehen.
;Die in Figur 1 gezeigte Festelektrolyt-Batterie 14 ist mit gewellten
Elektrolyten und ebenen Trenn- bzw. Abschlußwäriden von vorzugsweise rechteckiger Form aufgebaut. Hierzu ist auf der
!unteren plattenförmigen Abschlußwand 4 ein gewellter plattenförmiger
Festelektrolyt 1 vorgesehen. Auf beiden Seiten des Festelektrolyten sind die Elektroden 2 aufgebracht. Sie sind
;als poröse Kathoden bzw. Anoden ausgebildet und überdecken die !Flächen des Festelektrolyten 1, so daß an den Berührungsstellen
!zwischen Festelektrolyt- und Trennwand bzw. Abschlußwand jeweils j die Elektroden zwischengeschaltet sind. Auf dem gewellten Festelektrolyten
1 ist weiter eine ebene Trennwand 3 vorgesehen, j welche in ihrem Auf bau etwa der Abschlußwand 4 entspricht. Der
j weitere Aufbau der quaderförmigen Batterie ist nun so, daß Fest-
jelektrolyte . 1 und Trennwände 3 abwechselnd aufeinander gei
schichtet sind und das obere Ende mit einer weiteren Abschlußiwand
4 versehen ist. Die Wellungen 13 der einzelnen Festelektrolyten sind ungefähr sinusförmig und sie verlaufen mit gleicher
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Frequenz und gleicher Amplitude, wobei sich jeweils Wellentäler bzw. Wellenberge an den Berührungsstellen mit den Trennwänden
gegenüberstehen, die Frequenzen zweier aufeinanderfolgender Wellungen sind nämlich um 180° in der Phase verschoben. Um
der Batterie einen festen Zusammenhalt zu geben, sind die Festelektrolyten mit den Trenn- bzw. Abschlußwänden wenigstens an
einigen Stellen, vorzugsweise jedoch an sämtlichen Berührungsstellen
unlösbar miteinander verbunden. Dies geschieht gegebenenfalls in vorteilhafter Weise durch Sintern.
Um Biegespannungen in den ebenen Trennwänden zu vermeiden, sind die gewellten Festelektrolyten an den Trennwänden so befestigt,
daß die Befestigungsstellen oder Berührungsstellen sich jeweils ge genüb erst ehon.
Zwischen den gewellten Festelektrolyten 1 und den ebenen Trenn-3 bzw. Abschlußwänden 4 sind die kanalartigen Reaktionsräume 8
mit einem Wellenprofil gebildet. Sie durchziehen die Festelektrolyt-Batterie von einer zur anderen Stirnseite, wo sie in
aufgesetzte Sammler 5 münden. In Figur 1 ist nur der hintere Sammler 5 aufgesetzt dargestellt, der vordere Sammler ist abgenommen,
um den inneren Aufbau der Festelektrolyt-Batterie besser erkennen zu können. Dieser vordere Sammler 5 ist in
Figur 2 als Einzelheit dargestellt, bei der betriebsfertigen Batterie ist er selbstverständlich genau wie der hintere Sammler
5 auf die vordere Stirnseite der Batterie aufgesetzt.
j Die Sammler 5 bestehen im Falle von Hochtemperatur-Batterien aus Eeramikkörpern in Form von Platten, in die Sammelkanäle 12
und Anschlußöffnungen 11 eingearbeitet sind, um die Reaktanden
von außen zuführen bzw. die Reaktionsprodukte nach außen abführen -zu können. Die Befestigung der Sammler 5 auf der quaderförmigen
Battere geschieht vorzugsweise mit Hilfe einer Sinterverbindung .
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Die Seitenwände der Batterie können ebenfalls mit Platten verschlossen sein. Doch ist es vorteilhafter, die seitlichen
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Enden des gewellten Festelektrolyten 1 an seinen jeweiligen
Enden des gewellten Festelektrolyten 1 an seinen jeweiligen
! Berührungsstellen mit den Trenn- bzw. Abschlußwänden gasdicht
zu befestigen. Hierdurch wird ein einfacher dichter Abschluß der Batterie bzw. der Reaktionsräume nach außen erzielt, so
daß besondere seitliche Abschlußwände nicht erforderlich sind.
Bei diesem Aufbau der Batterie haben die Trennwände 3 zweierlei j Funktion. Einmal müssen sie die Reaktanden voneinander trennen,
sie müssen daher gasdicht ausgeführt sein, zum anderen müssen sie die Elektroden der aufeinanderfolgenden Festelektrolyten
! elektrisch leitend miteinander verbinden. Auf diese Weise be-
wirken sie die elektrische Hintereinanderschaltung der einzelnen
Zellen der Batterie, so daß an den Abschlußwänden 4, die als Stromabnehmer dienen, eine der Zahl der Batterien entsprechende
Spannung abgenommen v/erden kann. Beim Einsatz der Batterie als Elektrölyseur ist dagegen eine entsprechende Spannung
zuzuführen.
Der in Figur 1 gezeigte Aufbau mit gewellten Elektrolyten 1 und ebenen Trennwänden 3 wird man dann bevorzugen, wenn in einer
!Batterie gegebener Größe Festelektrolyten mit großen Reaktionsflächen
vorhanden sein sollen, d.h. wenn die Batterie eine hohe Leistung bei geringem Bauvolumen und/oder Gewicht abgeben
soll.
In einer anderen Ausfuhrungsform der Batterie sind die Festelektrolyten
1 samt Elektroden 2 eben und die Trenn- 3 bzw. Abschlußwände 4 gewellt ausgeführt. In Figur 3 ist der Aufbau einer
solchen Batterie im Ausschnitt und perspektivisch dargestellt, mit einer solchen Anordnung läßt sich eine Batterie entsprechend
der Figur 1 aufbauen, z.B. mit der Form eines Quaders. ·- ;
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Die Aus fuhrung s form gemäß Figur 3 wird man dann bevorzugen,
wenn die Festelelctrolyten samt Elektroden einfach ausgebildet werden sollen bzw. wenn das entsprechende Material für den
Elektrolyten nur einfache Formgebungen zuläßt.
Eine weitere Ausführungsform einer Festelektrolyt-Batterie
weist etwa rechtwinklig sich kreuzende Reaktionsräume auf. Hierzu sind, wie in Figur 4 im Ausschnitt zu sehen ist, die Trenn-
: bzw. Abschlußwände 4 gewellt und die Festelektrolyten 1 samt 1 Elektroden 2 eben ausgeführt.
! Die Richtungen der Wellungen 13 zweier aufeinanderfolgender
Trennwände 3 sind hierbei unter einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet. Diese ebenfalls quaderförmige Ausführung
• hat den Vorteil, daß an einer Seitenfläche der Batterie jeweils ; nur Kanäle gleicher Funktion münden bzw. enden, man wird diese
Ausführungsform daher dann bevorzugen, wenn die Sammler besonders
' einfach gestaltet sein sollen.
Schließlich besteht eine weitere Variante der Erfindung darin, ; daß die Trennwände 3 und die Festelektrolyten 1 samt Elektroden
; 2 wellenförmig auszubilden und an den Scheiteln 31 der Wellen- ; täler und Wellenberge miteinander zu befestigen, so daß die
: quaderförmige Batterie im Querschnitt wabenförmig aussieht.
Der weitere Aufbau der Batterie entspricht dem in Figur 1 ge-
■ zeigten. Diese Ausführungsform wird man insbesondere dann ver-
■ wenden, wenn bei stabilem Aufbau Reaktionsräume 8 von großem
; Querschnitt und großflächigen Festelektrolyten erforderlich sind.
Figur 6 zeigt den Gesamtaufbau einer Festelektrolyt-Batterie . gemäß der "Variante der Figur 4 mit einer besonders einfachen
!Ausbildung der Sammler. Die Batterie ist auch hier wieder zwi-
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ebenen
schen/Abschlußwänden 4 mit Festelektrolyten 1 und Trennwänden 3 quaderförmig zusammengesetzt. Die Trennwände sind hierbei mit sich rechtwinklig kreuzenden Wellungen ausgebildet, so daß Reaktionsräume 8 gleicher Funktion jeweils nur an einer Stirnseite der Batterie münden. Das gestattet eine besonders einfache Ausführung der Sammler 15. Sie bestehen nämlich, wie aus Figur 6 zu ersehen ist, aus aufgesetzten Hauben, die jeweils eine Aussparung 24 aufweisen, in welche Reaktionsräume 8 jeweils münden. An die Aussparung 24 ist ist jeweils noch eine Zu- bzw. Abfuhrleitung 23 angeschlossen. Um den Aufbau der Batterie besser erkennen zu können, ist in Figur 6 die rechte Haube 15 nicht aufgesetzt und teilweise aufgeschnitten gezeichnet, für den Betrieb muß sie selbstverständlich genauso wie die linke Haube 15 auf der Batterie befestigt sein. Die zweiten Sammler für die zweite Gruppe von Reaktionsräumen 8, welche rechtwinklig zur ersten Gruppe verläuft, besteht aus einem, die gesamte Batterie 14 umgebenden, nach außen mit einer Umhüllung 25 abgeschlossenen Sammelr-aum 17. Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn die zweite Gruppe von Reaktionsräumen ß'mit Außenluft beaufschlagt werden soll. Hierbei können die Abschlußwände 4 auch gewellt ausgeführt j
schen/Abschlußwänden 4 mit Festelektrolyten 1 und Trennwänden 3 quaderförmig zusammengesetzt. Die Trennwände sind hierbei mit sich rechtwinklig kreuzenden Wellungen ausgebildet, so daß Reaktionsräume 8 gleicher Funktion jeweils nur an einer Stirnseite der Batterie münden. Das gestattet eine besonders einfache Ausführung der Sammler 15. Sie bestehen nämlich, wie aus Figur 6 zu ersehen ist, aus aufgesetzten Hauben, die jeweils eine Aussparung 24 aufweisen, in welche Reaktionsräume 8 jeweils münden. An die Aussparung 24 ist ist jeweils noch eine Zu- bzw. Abfuhrleitung 23 angeschlossen. Um den Aufbau der Batterie besser erkennen zu können, ist in Figur 6 die rechte Haube 15 nicht aufgesetzt und teilweise aufgeschnitten gezeichnet, für den Betrieb muß sie selbstverständlich genauso wie die linke Haube 15 auf der Batterie befestigt sein. Die zweiten Sammler für die zweite Gruppe von Reaktionsräumen 8, welche rechtwinklig zur ersten Gruppe verläuft, besteht aus einem, die gesamte Batterie 14 umgebenden, nach außen mit einer Umhüllung 25 abgeschlossenen Sammelr-aum 17. Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn die zweite Gruppe von Reaktionsräumen ß'mit Außenluft beaufschlagt werden soll. Hierbei können die Abschlußwände 4 auch gewellt ausgeführt j
sein. ■ I
Die Luft wird hierzu über eine Eintritts öffnung 26 dem Sammelraum
17 zugeführt, von wo sie in die entsprechenden Reaktionsräume 8 eintritt, während die Reaktionsprodukte bzw. die überschüssige
Luft aus den Reaktionsräumen austritt und ebenfalls in den Sammelraum 17 gelangt. Überschüssige Luft bzw. Reaktionsprodukte
werden über die Austritts öffnung 27 nach außen abgeführt. Gegebenenfalls kann auf die Umhüllung 25 verzichtet
werden und die Luft unmittelbar dem Außenraum entnommen werden.
Soll die Festelektrolyt-Batterie als Elektrolyseur z.B. für Wasser betrieben werden, so wird der einen Gruppe von Reaktionsräumen
über die entsprechenden Sammler der zu zersetzende
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Wasserdampf und der anderen Gruppe luft als Kühlmedium zugeführt.
Am Ausgang der entsprechenden Reaktionsräume kann über die betreffenden Sammler der erzeugte Wasserstoff zusammen mit
dem überschüssigen Wasserdampf sowie der erzeugte Sauerstoff ; zusammen mit der restlichen Luft entnommen werden. Der für die
j Elektrolyse erforderliche elektrische Strom wird den Abschluß-
; wänden 4 zugeführt.
: Soll mit der Pestelektrolyt-Batterie dagegen elektrischer Strom
ι erzeugt werden, so wird der einen Gruppe von Reaktionsräumen,
; deren Elektroden als Anoden ausgebildet sind, Brennstoff, z.B. ! in Form von Wasserstoff, zugeführt, während der anderen Gruppe
von Reaktionsräumen, deren Elektroden als Kathoden ausgebildet
i sind, ein Oxidationsmittel, z.B. Luft, zugeleitet wird. Der bei
i der elektrochemischen Verbrennung entstehende Strom wird an ' den Abschlußwänden 4 abgenommen und die Reaktionsprodukte, wie
i z.B. Wasser und Stickstoff, werden an den entsprechenden Enden ; der Reaktionsräume über die anderen Sammler abgeleitet.
• Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen können die Abschluß-I
wände 4 bezüglich ihrer Form wahlweise eben oder gewellt ausgeführt sein. Am einfachsten ist es jedoch, wenn Trennwände und
Abschlußwände in Form und Material identisch ausgeführt sind.
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-ir ι ίΐ7? ιΐ
Claims (13)
- : : 537/7525U034Patentansprüche1· Festelektrolyt-Batterie für die Elektrolyse und/oder Erzeugung elektrischer Energie mit aufeinander geschichteten Zellen, die jeweils einen beidseitig mit flächigen Elektroden versehenen, plattenförmigen Festelektrolyten aufweisen, wobei zwischen zwei benachbarten Zellen sowie als Batterie-Endverschluß jeweils eine elektronenleitende, gasdichte, keramische Trenn- bzw. Abschlußwand vorgesehen ist, die zu den Elektroden offene Kanäle mitbildet, die im Randbereich der Zellen an Sammler für die Zufuhr der gasförmigen Reaktanden bzw. Abfuhr der Reaktionsprodukte angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Festelektrolyt en (1) samt Elektroden (2) wellenförmig und die I Trennwände (3) eben ausgebildet, oder die Trennwände (3) wellenförmig und die Festelektrolyten (1) samt Elektroden : eben ausgebildet, oder die Festelektrolyten (1) samt Elek- , troden und die Trennwände (3) wellenförmig ausgebildet s.ind und an mindestens einigen der Wellentäler (6) bzw. Wellen- [ berge (7) mit möglichst kleinen Berührungsflächen miteinander unlösbar zur Batterie (14) verbunden sind, und ■ daß die von den Wellungen (13.) mitgebildeten Reaktionsräume (8) für die Reaktanden demgemäß ein Wellen- oder : Wabenprofil aufweisen und an ihren offenen Enden in auf den Stirnseiten der Batterie angeordnete Sammler (5,15,17) münden. i
- 2. Festelektrolyt-Batterie nach Anspruch 1 für hohe Tempera- l türen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Elektroden (2) versehenen Festelektrolyten (1) mit einer Sinterverbindung an den Trenn- (3) bzw. Abschlußwänden (4) befestigt sind.
- 3. Festelektrolyt-Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch : gekennzeichnet, daß die mit Elektroden (2) versehenen ■ Festelektrolyten (1) bzw. Trenn- (3) oder Abschlußwände (4) an sämtlichen Wellentälern (6) und Wellenbergen (7) miteinander verbunden sind.609840/13337/75 _-13- 25H034
- 4. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit linienförmigen Berührungsflächen der aufeinander geschichteten Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die dem Rand (22) der Batterie benachbarten Verbindungen zwischen den Festelektrolyten (1) und den Trenn- (3) bzw. Abschlußwänden (4) gasdicht ausgeführt sind. (Fig. 1)
- 5. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler (5) aus jeweils mindestens einem, auf die jeweilige Stirnseite der Batterie aufgesetzten Körper mit eingearbeiteten, zu Anschlußöffnungen (11) führenden Sammelkanälen (12) gebildet sind, die jeweils Reaktionsräume (8) gleicher Funktion zusammenfassen. (Fig. 1)
- 6. Festelektrolyt-Batterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper aus Keramik bestehen und durch Sintern an der Batterie befestigt sind.
- 7. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit abwechselnd aufeinander geschichteten, ebenen und gewellten Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Elektroden versehenen Festelektrolyten (1) eben und die Trennwände (3) gewellt sind, und daß die Trennwände bezüglich der Richtung ihrer Wellungen (13) etwa rechtwinklig sich kreuzend aufeinander folgen. (Figur 4 und 6)
- 8. Festelektrolyt-Batterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Sammler (15) für die eine Gruppe von Reaktionsräumen im wesentlichen mit je einer auf die Stirnseiten der Batterie aufgesetzten Haube gebildet sind, während die zweiten Sammler aus einem die Batterie (14) umgebenen, gegebenenfalls zum Außenraum (28) abgeschlossenen Sammelraum (17) bestehen. (Figur 6)- U 609840/0924
- 9. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden (30) der Wellungen (13) untereinander gleich sind. (Figur 3)
- 10. Festelektrolyt-Batterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungen (13) jeweils im Bereich ihrer oberen und unteren Scheitellinien (31) aneinander bzw. an den ebenen Elementen befestigt sind.
- 11. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge (29) der sinusförmigen Wellungen (13) etwa ihrer vierfachen Amplitude (30) entspricht.
- 12. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Batterie zur Elektrolyse und der übrige Teil der Batterie zur Erzeugung elektrischer Energie gleichzeitig eingesetzt ist.
- 13. Festelektrolyt-Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwände (4) zumindest bezüglich ihrer Form den Trennwänden (3) entsprechen.609840/0924
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---|---|---|---|
DE2514034A DE2514034C3 (de) | 1975-03-29 | 1975-03-29 | Festelektrolyt-Batterie |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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