DE29501065U1 - Demonstrationsmodell - Google Patents
DemonstrationsmodellInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Demonstrationsmodell zur Darstellung der Elektrolyse und der "kalten Verbrennung".
Die Elektrolyse in einem Elektrolyseur und die "kalte
Verbrennung" in einer Brennstoffzelle sind chemische Abläufe,
deren Vermittlung an Schüler und Studenten erfahrungsgemäß schwierig ist. Es besteht daher Bedarf an einem
Demonstrationsmodell, das diese Vorgänge, insbesondere in ihrer Verbindung miteinander verdeutlicht.
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BOEHMERT & BOEHMERT, NORDHMANW
-2-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch
1 angegebene Ausbildung gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert, in der die einzige Figur eine Ansicht eines
solchen Demonstrationsmodells wiedergibt.
Das Demonstrationsmodell besteht aus einem hermetisch abgeschlossenen, aus einem transparenten Material gefertigten
Gehäuse 10. Dieses Gehäuse nimmt von unten nach oben betrachtet einen Elektrolyseur 12, einen Speicher
14, eine Brennstoffzelle 16 und einen Ausgleichsbehälter
18 auf.
Der Elektrolyseur 12 besteht aus einem aus einem transparenten Material gefertigten Block, der zwei senkrecht
angeordnete, zu Steckerbuchsen in dem Gehäuse 10 führenden ersten elektrischen Anschlüssen 22, 2 3 versehene
Plattenelektroden 24, 25, ein zwischen den Plattenelektroden 24, 25 angeordnete erste Elektrolytkammer 26,
zwei sich von den Plattenelektroden 24, 25 nach oben erstreckende erste Gaskanäle 28, 29 sowie einen sich von
der ersten Elektrolytkammer 2 6 nach oben erstreckenden ersten Elektrolytkanal 3 0 aufnimmt.
Der über dem Elektrolyseur angeordnete Speicher 14 besteht aus zwei mit jeweils einem der Gaskanäle 28, 29
kommunizierenden Behältern 32, 34 und einem mit dem ersten Elektrolytkanal 3 0 kommunizierenden Verbindungsrohr
36.
Die Brennstoffzelle 14 wiederum besteht aus einem aus
einem transparenten Material gefertigten Block, der zwei senkrecht angeordnete, mit zweiten elektrischen An-
BOEHMERT & BOEHMERT, N
-3-
schlüssen 40, 41 versehene Gasdiffusionselektroden 44,
45, eine zwischen diesen angeordnete zweite Elektrolytkammer 46, zwei die Behälter 32, 34 des Speichers 14 mit
hinter den Gasdiffusionselektroden 44, 45 ausgebildeten Gasräumen 48, 50 verbindende zweite Gaskanäle 51, 53,
einen von dem Verbindungsrohr 3 6 des Speichers 14 zu der zweiten Elektrolytkammer 46 führenden zweiten Elektrolytkanal
55, zwei sich von den Gasräumen 48, 50 nach oben erstreckende, verschließbare Entlüftungskanäle 52,
54 und einen sich von der zweiten Elektrolytkammer 46 nach oben erstreckenden dritten Elektrolytkanal 56 aufnimmt.
Der wiederum oberhalb der Brennstoffzelle 14 vorgesehene
Ausgleichsbehälter 18 ist mit dem dritten Elektrolytkanal 56 der Brennstoffzelle 14 kommunizierend angeordnet
und mit einer verschließbaren Druckausgleichsöffnung 58 versehen.
Zwischen den Plattenelektroden 24, 25 des Elektrolyseurs 12 und der ersten Elektrolytkammer 2 6 ist jeweils ein
erstes Diaphragma 60, 62 angeordnet, zwischen den Gasdiffusionselektroden
44, 45 der Brennstoffzelle 16 ist jeweils ein zweites Diaphragma 64, 66 angeordnet.
Die Behälter des Speichers 14 sind mit einer Volumenskala 68 versehen.
Das Volumen des der Kathode 2 4 des Elektrolyseurs 12 zugeordneten
Behälters 3 2 des Speichers 14 und der der Anode 45 der Brennstoffzelle 16 zugeordnete Gasraum 48
sind großvolumiger als die entsprechenden Gegenelemente 34, 50 ausgestaltet, um dem größeren Volumen des in diesen
anfallenden Gases zu entsprechen.
BOEHMERT & BOEHMERT,
Zur Darstellung des Vorgangs der Elektrolyse und der
"kalten Verbrennung" wird der Ausgleichsbehälter 18 mit als Elektrolyt dienender Kalilauge gefüllt. Diese strömt
durch den dritten Elektrolytkanal 56, die zweite Elektrolytkammer 46, den zweiten Elektrolytkanal 55 der
Brennstoffzelle 16, das Verbindungsrohr 3 6 des Speichers
14, den ersten Elektrolytkanal 30 in die erste Elektrolytkammer 2 6 des Elektrolyseurs 12. Durch die den Durchtritt
des Elektrolyseurs erlaubenden ersten Diaphragmen 60, 62 hindurch tritt die Kalilauge dann in die ersten
Gaskanäle 28, 29 ein und steigt in diesen nach oben in die Behälter 32, 34 des Speichers 14 und durch die zweiten
Gaskanäle 51, 53 der Brennstoffstelle 16 in die Gasräume
48, 50 der Brennstoffzelle 16. Es versteht sich,
daß die Entlüftungskanäle 52, 54 bei diesem Vorgang geöffnet sind, um das Entweichen der dabei verdrängten
Luft zu ermöglichen.
Zur Bewirkung der Elektrolyse wird sodann über die elektrischen Anschlüsse 22, 23 eine Spannung angelegt. Diese
bewirkt, daß an der Kathode Wasserstoff gebildet wird, an der Anode Sauerstoff. Diese Gase treten durch die ersten
Gaskanäle 28, 29, die auf der den Plattenelektroden 24, 25 gegenüberliegenden Seite der ersten Elektrolytkammer
2 6 angeordnet sind, nach oben in die Behälter 32, 3 4 des Speichers 14 und durch diese und die zweiten Gaskanäle
51, 53 hindurch in die Gasräume 48, 50 der Brennstoffzelle 16.
Da die Entlüftungskanäle 52, 54 nach der Füllung des Demonstrationsmodells
mit dem Elektrolyten geschlossen worden sind, verdrängen die weiter austretenden Gase den
Elektrolyten zunehmend aus den Gasräumen 48, 50 und den zweiten Gaskanälen 51, 53 der Brennstoffzelle 16 und den
Behältern 32, 3 4 des Speichers 14, so daß der Fortgang
BOEHMERT & BOEHMERT, NÖRDBMANfef u>&PARTNE£
-5-
der Elektrolyse durch ein Absinken des Elektrolytspiegels in den Behältern 32, 34 beobachtet werden kann.
Der aus den Behältern 32, 34 verdrängte Elektrolyt strömt durch den Elektrolyseur 12 und die genannten Kanäle
nach oben in den Ausgleichsbehälter 18, dessen Druckausgleichsöffnunq 58 geöffnet ist, um einen Druckausgleich
zu gewährleisten.
Bei Anlegen einer Last an die elektrischen Anschlüsse 40, 41 der Brennstoffzelle 16 tritt dort eine kalte Verbrennung
auf, das heißt, die von den Gasräumen 48, 5 0 aufgenommenen Gase (Sauerstoff und Wasserstoff) verbinden
sich an den Gasdiffusionselektroden 44, 45 wieder zu Wasser, wodurch ein Strom durch die anliegende Last
fließt, was durch eine entsprechende Wirkung in der Last (vorzugsweise eine Lampe oder aber ein Elektromotor)
verdeutlicht werden kann.
Das vorgeschlagene Demonstrationsmodell erlaubt ein unmittelbares Verfolgen der bei der Elektrolyse bzw. bei
der "kalten Verbrennung" ablaufenden Vorgänge. Die Anlage ist kompakt und sicher.
Claims (5)
1. Demonstrationsmodell zur Darstellung der Elektrolyse
und der "kalten Verbrennung",
gekennzeichnet durch
ein hermetisch abgeschlossenes, aus einem transparenten Material gefertigtes Gehäuse (10), das in dieser
Reihenfolge von unten nach oben einen Elektrolyseur (12), einen Speicher (14), eine Brennstoffzelle (16)
und einen Ausgleichsbehälter (18) aufnimmt, wobei
der Elektrolyseur (12) aus einem aus einem transparenten Material gefertigten ersten Block (20) besteht,
der zwei senkrecht angeordnete, mit elektrischen Anschlüssen (22, 23) versehene Plattenelektroden (24,
25), eine zwischen diesen angeordnete erste Elektrolytkammer (2 6) , zwei sich von den Plattenelektroden
(24, 25) nach oben erstreckende erste Gaskanäle (2 8, 29) und einen sich von der ersten Elektrolytkammer
(26) nach oben erstreckenden ersten Elektrolytkanal (3 0) aufnimmt,
BOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMANMIJNoPAR-TNBR'
der Speicher (14) aus zwei mit jeweils einem der Gaskanäle (28, 29) kommunizierenden Behältern (32, 34)
und einem mit dem ersten Elektrolytkanal (3 0) kommunizierenden Verbindungsrohr (3 6) besteht,
die Brennstoffzelle (16J^ aus einem aus einem transparenten
Material gefertigten zweiten Block (38) besteht, der zwei senkrecht angeordnete, mit elektrischen
Anschlüssen (40, 41) versehene Gasdiffusionselektroden (44, 45), eine zwischen diesen angeordnete
zweite Elektrolytkammer (46), zwei die Behälter (32, 34) des Speichers (14) mit hinter den Gasdiffusionselektroden
(44, 45) ausgebildeten Gasräumen (48, 50) verbindende zweite Gaskanäle (51, 53), einen von dem
Verbindungsrohr (36) des Speichers (14) zu der zweiten
Elektrolytkammer (46) führenden zweiten Elektrolytkanal (55) , zwei sich von den Gasräumen (48, 50) nach
oben erstreckenden, verschließbaren Entlüftungkanälen (52, 54) und einen sich von der zweiten Elektrolytkammer
(46) nach oben erstreckenden dritten Elektrolytkanal
(56) aufnimmt, und
der Ausgleichsbehälter (18) mit dem dritten Elektrolytkanal (56) kommunizierend angeordnet und mit einer
verschließbaren Druckausgleichsöffnung (58) versehen ist.
2. Demonstrationsmodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Plattenelektroden (24, 25) des Elektrolyseurs (12) und der ersten Elektrolytkammer
(26) jeweils ein erstes Diaphragma (60, 62) angeordnet ist.
• *
BOEHMERT & BOEHMERT, N(AOTMAIfN ftJNiJ PARISER
3. Demonstrationsmodell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den Gasdiffusionselektroden (44, 45) der Brennstoffzelle (16) und der
zweiten Elektrolytkammer (2 6) jeweils ein zweites Diaphragma (64, 66) angeordnet ist.
4. Demonstrationsmodell nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter des Speichers (14) mit einer Volumenskala (68) versehen
sind.
5. Demonstrationsmodell nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des
der Kathode (24) des Elektrolyseurs (12) zugeordneten Behälter (32) des Speichers (14) und der der Anode
(45) der Brennstoffzelle (16) zugeordnete Gasraum (48)
großvolumiger als die entsprechenden Gegenelemente (34, 50) ausgestaltet sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29501065U DE29501065U1 (de) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Demonstrationsmodell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29501065U DE29501065U1 (de) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Demonstrationsmodell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29501065U1 true DE29501065U1 (de) | 1995-06-08 |
Family
ID=8002880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29501065U Expired - Lifetime DE29501065U1 (de) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Demonstrationsmodell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29501065U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19615881A1 (de) * | 1996-04-22 | 1997-10-23 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Miniaturmodell einer Elektrolyse-/Brennstoffzellenanlage |
-
1995
- 1995-01-24 DE DE29501065U patent/DE29501065U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19615881A1 (de) * | 1996-04-22 | 1997-10-23 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Miniaturmodell einer Elektrolyse-/Brennstoffzellenanlage |
| DE19615881C2 (de) * | 1996-04-22 | 1999-03-18 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Miniaturmodell einer Elektrolyse-/Brennstoffzellenanlage |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950720 |
|
| R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 19960917 |