DE2659337B2 - Electrode for a primary, secondary or fuel cell, the electrochemically active part of which consists of a hydride-forming intermetallic compound - Google Patents
Electrode for a primary, secondary or fuel cell, the electrochemically active part of which consists of a hydride-forming intermetallic compoundInfo
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Description
IH(ABnHJ= IH(AHiJ+ IH(BnHiJ- IH(ABn) ■-, für > 1 undIH (AB n HJ = IH (AHiJ + IH (B n HiJ- IH (AB n ) ■ -, for> 1 and
I)I)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für eine Primär-. Sekundär- oder Brennstoffzelle, deren elektrochemisch aktiver Teil aus einer hydridbildenden intermetallischen Verbindung besteht.The invention relates to an electrode for a primary. Secondary or fuel cell, their electrochemical active part consists of a hydride-forming intermetallic compound.
Die bekannten Elektroden dieser Art bestehen im allgemeinen aus intermetallischen Verbindungen, die Hydride bilden, deren Wasserstoffgleichgewichtsdruck. bei Zimmertemperatur größer a« 1 bar ist. Beispiele für derartige intermetallische Verbindungen sind LaNis und Ti2Ni. Der Wasserstoffgleic.hgewichtsdruck der Hydride dieser intermetallischen Verbindungen beträgt bei Umgebungstemperatur etwa 3,5 bzw. 1 bar. Innerhalb m> der Gruppe intermetallischer Verbindungen, die von LaNi5 abgeleitet sind, wjbei b.ithan und/oder Nickel zum Teil durch andere Me:aMe ersetzt sein können, sind zwar intermetallische Verbindung. 1 bekannt, bei denen der Gleichgewichtsdruck der Hydride bei Umgebungs- r> temperatur niedriger als I bar ist; der hohe Preis der Seltenerdmetalle verhindert jedoch deren Verwendung in größerem Maßstab. Die Verwendung hydridbildender intermetallischer Verbindungen mit einem Wasserstoffgleichgewichtsdruck des Hydrids von mehr als 1 bar bei Umgebungstemperatur in Batterien ist auf die Verwendung in von der Umgebung abgeschlossenen Systemen beschränkt. In einem nicht von der Umgebung abgeschlossenen System würde ein derartiges Hydrid Wasserstoff an die Umgebung abgeben, was zu ·»■-> einer schnellen Erschöpfung z. B. einer Sekundärbatterie im geladenen Zustand führen könnte. Diese Gefahr droht ebenfalls, wenn in einem von der Umgebung abgeschlossenen System ein Leck entsteht. Bei von der Umgebung abgeschlossenen Systemen ist es außerdem erforderlich, Vorkehrungen zu treffen, durch die ein unzulässiger Überdruck im System vermieden wird. Diese Vorkehrungen bestehen z. B. darin, daß bei einem bestimmten Druck wirksam werdende Ventile angebracht werden. Auch beim Wirksamwerden dieser r> Ventile geht naturgemäß Wasserstoff verloren.The known electrodes of this type generally consist of intermetallic compounds which form hydrides, their hydrogen equilibrium pressure. is greater than a «1 bar at room temperature. Examples of such intermetallic compounds are LaNis and Ti 2 Ni. The hydrogen equilibrium pressure of the hydrides of these intermetallic compounds is about 3.5 or 1 bar at ambient temperature. Within the group of intermetallic compounds which are derived from LaNi5, where b.ithane and / or nickel can be partially replaced by other Me: aMe, are intermetallic compounds. 1 known, at which the equilibrium pressure of the hydrides at ambient r> temperature is lower than 1 bar; however, the high price of rare earth metals prevents their use on a larger scale. The use of hydride-forming intermetallic compounds with a hydrogen equilibrium pressure of the hydride of more than 1 bar at ambient temperature in batteries is restricted to use in systems that are sealed off from the environment. In a system that is not closed off from the environment, such a hydride would give off hydrogen to the environment, which would lead to rapid exhaustion e.g. B. a secondary battery in the charged state. This danger also threatens if a leak occurs in a system that is closed off from the environment. In the case of systems that are closed off from the environment, it is also necessary to take precautions to avoid inadmissible overpressure in the system. These precautions exist z. B. in the fact that effective valves are attached at a certain pressure. Naturally, hydrogen is also lost when these valves take effect.
Aus diesen Gründen besteht ein Bedarf an im Vergleich zu Seltene Erden enthaltenden intermetallischen Verbindungen billigeren intermetallischen Verbindungen, deren Hydride bei Umgebungstemperatur t>o einen Wasserstoffgleichgewichtsdruck von weniger als I bar aufweisen. Um die Anwendung bei höherer Temperatur zu ermöglichen, ist es sogar erwünscht, daß der Gleichgewichtsdruck bei Umgebungstemperatur derart niedrig ist, daß auch bei der Betriebstemperatur br> der Gleichgewichtsdruck niedriger als 1 bar b'eibt.For these reasons, there is a need for intermetallic compounds which are cheaper than rare earths containing intermetallic compounds, the hydrides of which have a hydrogen equilibrium pressure of less than 1 bar at ambient temperature t> o. In order to allow the application at a higher temperature, it is even desirable that the equilibrium pressure at ambient temperature is so low that even at the operating temperature b r> the equilibrium pressure lower than 1 bar b'eibt.
Dieser Bedarf wird nach der Erfindung durch eine Elektrode erfüllt, deren elektrochemisch aktiver Teil ausAccording to the invention, this need is met by an electrode whose electrochemically active part consists of
undand
ι fürι for
nmnm
/7 < 1 ./ 7 <1.
wobei A = Zr oder Hf, B = Cu, Cr, Co, Ni, V, Mn oder Fe.where A = Zr or Hf, B = Cu, Cr, Co, Ni, V, Mn or Fe.
4H(ABnHn,) ist gleich der Bildungswärme des Hydrids; diese kann dadurch berechnet werden, daß für m ein Wert eingesetzt wird, der bei vollständiger Hydrierung zutrifft; gewöhnlich liegt dieser Wert zwischen I und 2 Wasserstoffatomen pro Metallatom. Die Bildungswärme der binären Hydride und der intermetallischen Verbindungen ist gewöhnlich aus Versuchen bekannt oder kann aufgrund bekannter thermodynamischer Daten, gegebenenfalls mittels einer empirischen Modellbeschreibung, geschätzt werden.4H (ABnH n ,) is equal to the heat of formation of the hydride; this can be calculated by using a value for m which applies to complete hydrogenation; usually this value is between 1 and 2 hydrogen atoms per metal atom. The heat of formation of the binary hydrides and the intermetallic compounds is usually known from experiments or can be estimated on the basis of known thermodynamic data, if necessary by means of an empirical model description.
Es wurde nun gefunden, daß der Wasserstoffgleichgewichtsdruck bei Umgebungstemperatur (etwa 20"C) des Hydrids in genügendem Maße I bar unterschreitet, um die Anwendung auch oberhalb etwa 200C, z. B. bis zu etwa 700C, zu ermöglichen, wenn das Ergebnis ΔΗ der Gleichung gleich oder geringer, d. h. negativer, als -42 kj pro Mol H2 ist.It has now been found that the hydrogen equilibrium pressure at ambient temperature (about 20 ° C.) of the hydride is sufficiently below 1 bar to enable use above about 20 ° C., for example up to about 70 ° C., if the result ΔΗ of the equation is equal to or less, ie more negative, than -42 kj per mole of H 2 .
In der folgenden Tabelle sind eine Anzahl intermetallischer Verbindungen, die aus diesen zu bildenden Hydride bei vollständiger Hydrierung und der auf diese Weise berechnete Δ Η-Wert pro Mol H2 angegeben.The table below shows a number of intermetallic compounds which are to be formed from these hydrides in the case of complete hydrogenation and the Δ Η value calculated in this way per mole of H2.
lntermet.
Verb.lntermet.
Verb.
lH[kJ · Mol"1] Hydrid1H [kJ · mol " 1 ] hydride
IH[U · Mol H2 IH [U · moles H 2
HfCr2H4 HfCr 2 H 4
HfMn2H4 HfMn 2 H 4
Hf2FeH6 Hf 2 FeH 6
Hf2CoH6 Hf 2 CoH 6
Hf2NiH6 Hf 2 NiH 6
Hf2MnH6 Hf 2 MnH 6
-50,4-50.4
-58,8-58.8
- 54,6- 54.6
-42-42
-42-42
-88,2-88.2
Die Gleichgewichtsdrucke der in der Tabelle aufgeführten Hydride betragen etwa 10-' bar oder weniger. Zum Vergleich sei bemerkt, daß der Gleichgewichtsdruck von LaNi5 bei einem berechneten A H-Wert pro MoI H2 von etwa -25,2 kj etwa 3,5 bar und der von Ti2Ni bei einem berechneten A Η-Wert pro Mol H2 von etwa —37,8 kj etwa 1 bar beträgt.The equilibrium pressures of the hydrides listed in the table are about 10- 'bar or less. For comparison it should be noted that the equilibrium pressure of LaNi5 with a calculated A H value per Mole H 2 of about -25.2 kJ is about 3.5 bar and that of Ti 2 Ni with a calculated A Η value per Mole H 2 of about -37.8 kj is about 1 bar.
Eine Elektrode nach der Erfindung zur Anwendung in Verbindung mit einem wässerigen Elektrolyten kann z. B. wie folgt hergestellt werden:An electrode according to the invention for use in connection with an aqueous electrolyte can z. B. can be produced as follows:
Die intermetallische Verbindung wird nach der Herstellung, die z. B. darin bestehen kann, daß die gewünschten Metalle in einem geeigneten Verhältnis verschmolzen werden, dadurch pulverisiert, daß sie einmal oder mehrmals mit Wasserstoff beladen und von Wasserstoff befreit wird. Das Pulver wird dann z. B. mit Hilfe eines Bindemittels auf einem Metallträger angebracht. Dazu wird das Pulver, daß völlig oder teilweise aus dem Hydrid der intermetallischen Verbindung bestehen kann, in einem organischen Lösungsmittel suspendiert, in dem außerdem das Bindemittel löslich ist. Geeignete organische Lösungsmittel zu diesem Zweck sind z. B. Toluol, Xylol und Propanol.The intermetallic compound is after the preparation, the z. B. can be that the desired metals are fused in a suitable ratio, thereby pulverizing them charged once or several times with hydrogen and freed from hydrogen. The powder is then z. B. with With the help of a binding agent attached to a metal support. To do this, the powder is completely or that may consist in part of the hydride of the intermetallic compound in an organic solvent suspended, in which the binder is also soluble. Suitable organic solvents for this Purpose are e.g. B. toluene, xylene and propanol.
Der Suspension wird dann ein organisches Bindemittel zugesetzt; dieses Bindemittel muß in einem nächsten Schritt restlos ausgeheizt werden. Als Bindemittel können zu diesem Zweck z. B. Polystyrol oder Nitrocellulose in einer Menge von z. B. 20 g pro 100 ml Lösungsmittel verwendet werden. Anschiießend wird ein Metallgazestreifen auf beiden Seiten oder auf einer Seite, je nach Bedarf, gleichmäßig mit der Suspenion überzogen und getrocknet. Die Metallgaze kann z. B. uus Nickel oder rostfreiem Stahl bestehen. Es kann auch eine gelochte Metallplatte als poröser Metallträger verwendet werden. In einem Ofen wird nun zunächst das Bindemittel ausgeheilt und dann das Pulver gesintert. Dazu wird die Temperatur einige Zeit auf einem Wert konstant gehalten, bei dem das Bindemittel verdampft oder sich zersetzt. Diese Temperatur beträgt für die genannten Bindemittel im allgemeinen 250 bis 3000C. Die Sinrerung erfolgt bei einer Temperatur knapp unter dem Schmelzpunkt, vorzugsweise in einem Vakuum oder in einer reduzierenden Atmosphäre. Das Pulver der intermetallischen Verbindung kann auch auf elektrophoretischem Wege auf der Metallgaze angebracht werden. Dabei wird das Pulver in einem polaren organischen Lösungsmittel, wie Methanol, suspendiert. Der Metallträger wird in die Suspension gesetzt und z. B. als Kathode geschaltet. Nachdem eine Schicht der gewünschten Dicke entstanden ist, wird diese auf die oben beschriebene Weise gesintert. Die erhaltene poröse Schicht kann dann mit einer Lösung eines makromolekularen Stoffes imprägniert werden, der entweder hydrophil ist und in einer nächsten Bearbeitung z. B. durch eine Wärmebehandlung oder durch Bestrahlung wasserunlöslich gemacht wird oder wasserunlöslich ist und in einer nächsten Bearbeitungsst-jfe ζ. Β. durch Verseifung hydrophil gemacht wird, wobei der makromolekulare Stoff naturgemäß wasserunlöslieh bleiben muß. Durch Anwendung dieser Maßnahme wird erreicht, daß beim Aufladen und Entladen der Elektrode der Zusammenhang im Elektrodenmaterial erhalten bleibt. Als hydrophile makromolekulare Stoffe können insbesondere makromolekulare Stoffe mitAn organic binder is then added to the suspension; this binder must be completely baked out in a next step. As a binder for this purpose, for. B. polystyrene or nitrocellulose in an amount of e.g. B. 20 g per 100 ml of solvent can be used. A metal gauze strip is then evenly coated with the suspension on both sides or on one side, as required, and dried. The metal gauze can e.g. B. uus nickel or stainless steel. A perforated metal plate can also be used as a porous metal support. The binder is first cured in an oven and then the powder is sintered. To do this, the temperature is kept constant for some time at a value at which the binding agent evaporates or decomposes. This temperature is for the mentioned binder is generally 250 to 300 0 C. The Sinrerung carried out at a temperature just below the melting point, preferably in a vacuum or in a reducing atmosphere. The powder of the intermetallic compound can also be applied to the metal gauze by electrophoresis. The powder is suspended in a polar organic solvent such as methanol. The metal support is placed in the suspension and z. B. switched as a cathode. After a layer of the desired thickness has been created, it is sintered in the manner described above. The porous layer obtained can then be impregnated with a solution of a macromolecular substance which is either hydrophilic and in a next processing z. B. is made water-insoluble by heat treatment or by irradiation or is water-insoluble and in a next processing step ζ. Β. is made hydrophilic by saponification, the macromolecular substance naturally having to remain insoluble in water. By using this measure it is achieved that the connection in the electrode material is maintained when the electrode is charged and discharged. In particular, macromolecular substances can be used as hydrophilic macromolecular substances
in alkoholischen Hydroxylgruppen verwendet werden, die durch eine physikalische Behandlung, z. B. eine Wärmebehandlung, gegebenenfalls in Gegenwart eines die Härtung oder Vernetzung fördernden oder herbeiführenden Zusatzstoffes in z. B. einer wäßrigen Elektrolyt-used in alcoholic hydroxyl groups, the by physical treatment, e.g. B. a heat treatment, optionally in the presence of a die Hardening or crosslinking promoting or causing additive in z. B. an aqueous electrolyte
r> lösung unlöslich gemacht werden können. Zur Anwendung einer Elektrode nach der Erfindung in einer wässerigen Elektrolytlösung hat sich z. B. Polyvinylalkohol als besonders geeignet erwiesen. Als Zusatzstoff kann z.3. in diesem Falle Ammoniumchlorid oderr> solution can be made insoluble. To use an electrode according to the invention in an aqueous electrolyte solution has, for. B. polyvinyl alcohol proved to be particularly suitable. As an additive, z.3. in this case ammonium chloride or
•2" Natriumhydrosulfat verwendet w.i.-den. Die Wärmebehandlung besteht dann aus einer IC bis 20 Minuten langen Erhitzung auf 120 bis 150°C in einem Ofen an der Luft. Wasserunlösliche makromolekulare Stoffe, die bei der Herstellung Anwendung finden können, sind z. B. in• 2 "sodium hydrosulfate used w.i.-den. The heat treatment then consists of an IC heating for up to 20 minutes to 120 to 150 ° C in an oven on the Air. Water-insoluble macromolecular substances that can be used in the manufacture are, for. Am
-'") organischen Lösungsmitteln lösliche verseifbare CeIIuloseacetobutyrate. Nach Imprägnierung wird der makromolekulare Stoff mit z. B. einer alkoholischen Laugelösung verseift.- '") organic solvents soluble saponifiable cellulose acetobutyrates. After impregnation, the macromolecular substance with z. B. saponified an alcoholic caustic solution.
Durch die oben beschriebene Sinterung wird erreicht,The sintering described above achieves
jo daß die Wasserstoffübertragung zwischen den Teilchen der intermetallischen Verbindung in genügendem Maße stattfinden kann. Der hydrophile makromolekulare Stoff dient als Bindemittel, das einen dauernden Zusammenhang der porösen Schicht beim Aufladen undjo that the hydrogen transfer between the particles the intermetallic compound can take place to a sufficient extent. The hydrophilic macromolecular Fabric serves as a binding agent, which provides a permanent connection between the porous layer when charging and
η Entladen gewährleistet. Dank dem hydrophilen Charakter des Bindemittels kann eine wässerige Elektrolytlösung in die gesinterte Schicht eindringen, wodurch ein lonentransport möglich ist. Das hydrophile Bitidemittel vergrößert den Innenwiderstand des elektrochemischen Systems im allgemeinen gar nicht oder nahezu nicht.η unloading guaranteed. Thanks to the hydrophilic character of the binder, an aqueous electrolyte solution can penetrate into the sintered layer, whereby a ion transport is possible. The hydrophilic bitide increases the internal resistance of the electrochemical Systems generally not at all or almost not.
Nach einem anderen Verfahren, das sich insbesondere zum Testen in Betracht kommender Elektrodenmaterialien eignet, werden die elektrochemisch aktiven Stoffe in Pulverform mit Nickel- od^r KupferpulverAccording to another method, which is particularly useful for testing suitable electrode materials suitable, the electrochemically active substances are in powder form with nickel or copper powder
4r> gemischt und zu einer Elektrode gepreßt.4 r > mixed and pressed into an electrode.
Eine Primärzelle mit einer Elektrode nach der Erfindung kann z. B. wie folgt ausgebildet sein:A primary cell with an electrode according to the invention can, for. B. be designed as follows:
Die Anode oder negative Elektrode enthält als elektrochemisch aktives Material ein Hydrid einer derThe anode or negative electrode contains a hydride as an electrochemically active material
V) intermetallischen Verbindungen nach der Erfindung. V) intermetallic compounds according to the invention.
Die positive Elektrode kann z. B. aus NiOOH oder MnOOH bestehen. Der Elektrolyt kann aus einer MkJiiösung, wie einer KOH-Lösung, bestehen.The positive electrode can e.g. B. consist of NiOOH or MnOOH. The electrolyte can come from a MkJiiösung, such as a KOH solution, exist.
Eine Sekundärzelle mit einer Elektrode nach derA secondary cell with an electrode after the
Yi Erfindung unterscheidet sich in bezug auf t'nren Aufbau nicht wesentlich von der einer Primärzelle, mit der Maßgabe, daß die intermetallische Verbindung, die einen Teil der Anode bildet, erwünschtenfalls zunächst beim Aufladen der Zelle in das Hydrid umgewandelt wird. Beim Entladen der genannten Zellen finden die folgenden Reaktionen statt: The internal structure of the invention does not differ significantly from that of a primary cell, with the proviso that the intermetallic compound which forms part of the anode is, if desired, first converted into the hydride when the cell is charged. When the cells mentioned are discharged, the following reactions take place:
AB„Hm — ABn + mH+ +me (Anode)AB "H m - AB n + mH + + me (anode)
b5 mNiOOH + mH' + mc-»mNi(OH)2 (Kathode) b5 mNiOOH + mH '+ mc- »mNi (OH) 2 (cathode)
Beim Aufladen einer Sekundärzelle verlaufen diese Reaktionen in der entgegengesetzten Richtung.When a secondary cell is charged, these reactions run in the opposite direction.
Die erfindungsgemäßen Elektroden können auch in einer Brennstoffzelle verwendet werden, wobei der Wasserstoff in Gasform angeboten wird. An der Anode gehen dann die folgenden Reaktionen vor sich:The electrodes according to the invention can also be used in a fuel cell, the Hydrogen is offered in gaseous form. The following reactions then take place at the anode:
ABn+^H2 -AB„Hm AB n + ^ H 2 -AB "H m
(Adsorption) AB„Hm -»AB, + mH+ +mc.(Adsorption) AB "H m -» AB, + mH + + mc.
Naturgemäß ist es auch möglich, ein anderes Lösungsmittel als Wasser zu verwenden: dies kann von Bedeutung sein, wenn im Zusammenhang mit dem nicht besonders edlen Charakter gewisser intermetallischer Verbindungen eine Reaktion mit Wasser unter Bildung von Oxiden zu befürchten ist.Of course, it is also possible to use a solvent other than water: this can be done by Be meaningful if in connection with the not particularly noble character of a certain intermetallic Compounds a reaction with water with the formation of oxides is to be feared.
Wenn sich in der Praxis zeigen sollte, daß die Gefahr eines Angriffs des Elektrodenmaterial durch den Elektrolyten besteht, kann dieses Material auf bekannte Weise, z. B. durch Elektrolyse, chemische Abscheidung aus der Dampfphase, stromlos oder auf clektrophoretischem Wege, mit einem korrosionsfesten wasserstoffdurchlässigen Überzug. /. B. aus Palladium oder TiNi ι. versehen werden.If practice should show that there is a danger there is an attack on the electrode material by the electrolyte, this material can be known Way, e.g. B. by electrolysis, chemical deposition from the vapor phase, currentless or on the clektrophoretic Paths with a corrosion-resistant, hydrogen-permeable coating. /. B. from palladium or TiNi ι. be provided.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below, for example with reference to the drawing. It shows
F i g. I in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Elektrode undF i g. I part of an electrode and on an enlarged scale
F i g. 2 schematisch einen Schnitt durch eine Sekundärbatterie in Seitenansicht.F i g. 2 schematically shows a section through a secondary battery in side view.
Die Ziffernbezeichnungen in F i g. 1 haben folgende Bedeutung: Mit I und 2 sind die kreuzweise angeordneten Drähte eines Metalldrahtgewebes bezeichnet. Auf diesem Gewebe 1—2 ist auf beiden Seiten eine Schicht von Körnern 3 aus einer intermetallischen Verbindung festgesintert. Zwischen den Körnern 3 befindet sich ein hydrophiler makromolekularer Stoff.The number designations in F i g. 1 have the following meaning: With I and 2 are those arranged crosswise Wires of a metal wire mesh referred to. On this fabric 1-2 there is a layer on both sides firmly sintered by grains 3 made of an intermetallic compound. Between the grains 3 there is a hydrophilic macromolecular substance.
Die in F i g. 2 schematisch dargestellte Sekundärbatterie enthält in einem Rohr 2t, z. B. aus Nickel oder vernickeltem Stahl, ein Paket, das aus mit einer hydridbildenden intermetallischen Verbindung nach der Erfindung überzogenen Metallgazestreifen 22 (negative Elektroden), aus Ni(OH)2 enthaltenden porösen Nickelschichten 23 (positive FJektroden) und aus Separatoren aus (filzartigen) Polypropylenfasern 24 aufgebaut ist. Die Streifen 22 und die Schichten 23 sind jeweils für sich miteinander und mit den Polen 25 bzw. 26 verbunden (nicht dargestellt).The in F i g. 2 schematically illustrated secondary battery contains in a tube 2t, for. B. made of nickel or nickel-plated steel, a package consisting of metal gauze strips 22 (negative electrodes) coated with a hydride-forming intermetallic compound according to the invention , porous nickel layers 23 containing Ni (OH) 2 (positive electrodes) and separators made of (felt-like) Polypropylene fibers 24 is constructed. The strips 22 and the layers 23 are each connected to one another and to the poles 25 and 26 (not shown).
AusführungsbeispielEmbodiment
Zr2Ni, das aus der Schmelze erhalten wurde, wurde zusammen mit Karbonylnickelpulver in einem Verhältnis von I : I unter Stickstoffatmosphärc zu einer Teilchengröße von weniger als 100 μηι feingemahlen. Von diesem Gemisch wurden bei Umgebungstemperatur in einer Presse unter einem Druck von 4900 N/cm2 Platten mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Dicke von etwa 1.0 mm gepreßt. Das Gewicht dieser Platten war etwa 250 mg. Daraus folgt, daß die Porosität etwa 40% ist. was für eine gute Imprägnierung mit dem Elektrolyten von Bedeutung ist. Eine durch dieses Verfahren hergestellte Platte, die I 30 mg Zr^Ni enthielt, wurde als Testclcktrodc in eine elektrochemische Zelle gesetzt, in die außerdem eine Ni(OH)>/NiOOH-Gegenelektrode, eine Ag/AgC'l-Refercnzclcktrodc und h η KOH-F.lrklrnlyl ringehrarhl wurdrn. Dir Trmnrratür war 22"C. Unter diesen Bedingungen stellte sich heraus, daß das Potential der reversiblen Wasserstoff elektrode bei I bar Ib-Druck 1085 mV in bezug auf die Rcferenzelektrode betrug. Wenn die Testelektrodc aufZr2Ni, which was obtained from the melt, was finely ground together with carbonyl nickel powder in a ratio of I: I under a nitrogen atmosphere to a particle size of less than 100 μm. From this mixture, plates with a diameter of 8 mm and a thickness of about 1.0 mm were pressed in a press at ambient temperature under a pressure of 4900 N / cm 2. The weight of these plates was about 250 mg. It follows that the porosity is about 40%. what is important for a good impregnation with the electrolyte. A plate produced by this process and containing 30 mg of Zr ^ Ni was placed as a test electrode in an electrochemical cell in which a Ni (OH) / NiOOH counter-electrode, an Ag / AgC'l reference electrode and h η KOH-F.lrklrnlyl ringehrarhl wurdrn. The door temperature was 22 "C. Under these conditions, it was found that the potential of the reversible hydrogen electrode at 1 bar Ib pressure was 1085 mV with respect to the reference electrode
- 1080 mV in bezug auf die Referenzclektrode gebracht wurde, stellte sich heraus, daß ein kathodischer Strom floß, der anfänglich 30 mA betrug und dann schnell abnahm. Der potcntiostatischc l.adevorgang wurde unterbrochen, als die Stromstärke niedriger als 1,5 mA wurde; dann war 104 A s Ladung umgewandelt. Das Ruhepotential der Testelektrodc war danach- 1080 mV with respect to the reference electrode was found to be a cathodic current flowed which was initially 30 mA and then rapidly decreased. The potentiostatic charging process was interrupted when the current was lower than 1.5 mA became; then 104 A s charge was converted. The rest potential of the test electrode was thereafter
- 1041 mV in bezug auf die Ag/AgCI-Referenzelektrode. Außer der Hydridbildung von Zr>Ni gibt es in dem System keine Prozesse, die bei dem eingestellten Potential einen kathodischen Strom hervorrufen können. Aus diesem Potential, das auf das reversible Wasserstoffpotential bei 1 bar H2-Druck bezogen ist. ergibt sich, daß ein Hydrid gebildet wird, dessen Gleichgewichtsdruck erheblich niedriger als 1 bar ist: bei Anwendung der Nernstchen Gleichung bei dem gemessenen Gleichgewichtspotential folgt, daß letzteres einem Gleichgewichtsdruck von etwa 0.035 bar entspricht. Wenn die aufgenommene Ladung auf die Z^Ni-Menge bezogen wird, wird eine Kapazität von 222 Ah/kg gefunden: dabei sei bemerkt, daß durch die Unterbrechung des potentiostatischcn Ladevorgangs das Material nicht bis zur Höchstkapazität aufgeladen ist.- 1041 mV with respect to the Ag / AgCI reference electrode. Apart from the hydride formation of Zr> Ni, there are no processes in the system which can cause a cathodic current at the set potential. From this potential, which is related to the reversible hydrogen potential at 1 bar H 2 pressure. the result is that a hydride is formed whose equilibrium pressure is considerably lower than 1 bar: if the Nernstchen equation is applied to the measured equilibrium potential, it follows that the latter corresponds to an equilibrium pressure of about 0.035 bar. If the charge taken up is related to the amount of Z ^ Ni, a capacity of 222 Ah / kg is found: it should be noted that, due to the interruption of the potentiostatic charging process, the material is not charged to its maximum capacity.
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