DE4025635A1

DE4025635A1 - Elektrochemischer gasfuehler

Info

Publication number: DE4025635A1
Application number: DE19904025635
Authority: DE
Inventors: Bruce Michael Willatt; Michael David Dale; Constantine Lazarides
Original assignee: Sieger Ltd
Current assignee: Honeywell Analytics Ltd
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1991-02-21
Also published as: GB2235050B; DD297251A5; GB8918498D0; GB2235050A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fühltechnik unter Verwendung einer elektrochemischen Einrichtung zum Überwachen des Vor handenseins oder der Konzentration von Gasen oder Dämpfen in der Atmosphäre.

Bei vielen der derzeit verwendeten Fühler zum Erfassen von Gasen und Dämpfen wird ein Brennstoffzellen-Prinzip genutzt, wodurch als Ergebnis einer elektrochemischen Oxidation oder Reduktion der erfaßten Art auf einer katalytischen Elektrode ein Strom erzeugt wird. Diese Stromerzeugung oder ampero metrische Technik wird als Maß für die Gaskonzentration verwendet.

Elektrochemische Zellen, so wie die gemäß der vorliegenden Erfindung beschriebene, enthalten entweder zwei oder drei Elektroden, die räumlich getrennt mit einem Elektrolyt in Kontakt stehen. Die Arbeits- oder Fühlelektrode steht in Kontakt mit der überwachten Atmosphäre. Eine Bedingung für den Betrieb der Arbeitselektrode besteht darin, daß ein Kontakt zwischen dem Gas, dem Elektrodenkatalysator und dem Elektrolyt erhalten wird. Der allgemein verwendete Zellen aufbau umfaßt eine Gasdiffusionsmembran, aus der der Kata lysator niedergeschlagen oder als Beschichtung aufgebracht ist, die einen Durchtritt des Gases zu dem Katalysator zuläßt, jedoch ein Austreten des Elektrolyten aus der Zelle verhindert. Eine der Arbeitselektrode ähnliche Gegenelek trode ist vorgesehen, um den Stromkreis in der Zelle zu vervollständigen. Auch kann eine Bezugselektrode vorgesehen sein, um mit Hilfe einer elektronischen Schaltung ein fest stehendes Potential zu erzeugen, gegenüber dem die Arbeits elektrode vorgespannt werden kann.

Weiter sind Mittel vorgesehen, um den zwischen der Gegen- und der Arbeitselektrode erzeugten Strom einer äußeren Schaltung zur Messung zuzuführen. Diese Mittel umfassen üblicherweise Metallkollektorstreifen, die die Elektroden kontaktieren und mit der äußeren Schaltung verbinden.

Die drei Elektroden werden verbunden unter Verwendung einer einen Potentiostaten enthaltenden Schaltung, der die Bezugs elektrode auf einem festen Potential halt. Unter den meisten Umständen wird die Arbeitselektrode auf einem Potential ge halten, das fest ist gegenüber dem der Bezugselektrode. Dann kann eine Messung des als Ergebnis eines Aussetzens der Ar beitselektrode gegenüber dem Gas erzeugten Stromes erfol gen. Die Größe des Stromes steht in einer Beziehung zu der Konzentration des Gases durch eine Relation, wie:

Strom, I=nFA (C₁-C₂)/e

wobei

n=Anzahl der pro Molekül des reagierenden Gases erzeugten Elektronen,
F=Faraday′sche Konstante
A=Elektrodenfläche
C₁-C₂=Konzentrationsdifferenz über die Diffusionshülle, das ist die Differenz der Konzentration zwischen dem Bereich, wo das Gas am meisten konzentriert ist (d. h. die zu prüfende Atmosphäre) und dem Bereich, wo es am wenigsten konzentriert ist (d. h. nahe der Arbeitselektrode),
e=Länge des Diffusionsweges, das ist die Entfernung zwischen der umgebenden Atmosphäre und der Arbeits elektrode.

Unter normalen Umständen ist eine Begrenzung des Gasstromes zu der Elektrode vorgesehen, so daß der die Rate begrenzende Schritt in der obigen Gleichung der des Massentransports des Gases zu der Elektrodenoberfläche ist. In einem solchen Falle kann die Konzentration des Gases an der Elektrode im wesentlichen als Null angenommen werden, da die Reaktion an der Oberfläche schnell ist und der Strom I direkt propor tional ist zu der Konzentration des Gases außerhalb der Zelle. Dies schlägt sich in der Praxis in einer linearen Beziehung nieder, vorausgesetzt, daß das Gas mit Konzentra tionen unterhalb der Sättigung vorhanden ist.

Bei zur Überwachung von toxischen Gasen verwendeten Fühlern ist es notwendig, daß sie zuverlässig sind und über einen Bereich von Umgebungsbedingungen nicht zur Abgabe eines falschen Alarms neigen. Damit sichergestellt wird, daß die Anzeige einer Gefahr nicht abgegeben wird, wenn kein toxi sches Gas vorhanden ist, sind Fühler entwickelt worden, die auf das spezielle zu erfassende toxische Gas spezifisch sind und die minimal ansprechen auf Gase, die keine Gefahr dar stellen. Zusätzlich wird sichergestellt, daß der Einfluß von effekten, wie Änderungen der Feuchtigkeit oder der Tempera tur, schon während der Konstruktionsphase minimiert wird, so daß die Anzeige einer Gefahr von einem Instrument unter Verwendung der elektrochemischen Zelle auf das Vorhandensein des toxischen Gases zurückzuführen ist und nicht ein Ergeb nis von Änderungen in der Umgebung.

Jedoch gibt es zwei mögliche Gründe für das Versagen von elektrochemischen Zellen dieser Art: Entweder eine Leckage des Elektrolyten von innerhalb der Zelle zur Außenseite, was die Verbindungsanschlüsse angreifen oder das Volumen des Elektrolyten auf einen Wert senken kann, der nicht mehr für das Arbeiten der Zelle ausreicht; oder ein schlechter elek trischer Kontakt zwischen dem Stromkollektor und der kata lytischen Arbeitselektrode.

Diese Schwierigkeiten können auf die Methode der Konstruk tion der Zelle zurückgeführt werden. Eine allgemein verwendete Methode, um die Zelle zusammenzuhalten, beruht auf der Verwendung von Bolzen und Muttern, die die Membranen an ihrem Platz halten, und der Abdichtung unter Verwendung von O-Ringen. Die Stromkollektoren werden durch Druck gegen ein absorbierendes Polster gegen die Elektrode gehalten. Der Nachteil einer solchen Methode liegt darin, daß man auf den O-Ring vertrauen muß, während der Lebensdauer der Zelle einen ständigen Druck auszuüben. Dies ist nicht immer der Fall, so daß der Elektrolyt zwischen der Membran und der Zelle austreten kann, wenn der O-Ring mit der Alterung an Wirksamkeit nachläßt. Wenn der Verbindungsanschluß keinen zuverlässigen Kontakt mit der Elektrode bildet, wird die Ablesung der Zelle ungenau sein. Irreführende Anzeigen der Konzentrationen von toxischen Gasen sind natürlich von äußerster Gefährlichkeit in der Umgebung des Menschen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrochemische Zelle zum Erfassen der Konzentrationen von Gasen geschaffen, wobei die Zelle einen Hohlkörper enthält, der eine offene Kammer zur Aufnahme eines Elektrolyten begrenzt, eine Kappe zum Abdecken einer Öffnung zu der Kammer, wobei in der Kappe ein Durchgang ausgebildet ist, der einen Eintritt des Gases in die Zelle zuläßt, und eine zwischen die Kammer und die Kappe eingepaßte Membran, die für das zu erfassende Gas durchlässig, jedoch für den Elektrolyten undurchlässig ist, und wobei die Membran auf ihrer an die Kammer angrenzenden Seite eine Elektrode trägt, die Kappe gegen den Körper abge dichtet ist und die Membran durch Schweißen an den Körper oder der Kappe befestigt ist. Mit einer solchen Anordnung kann der Elektrolyt nicht durch die geschweißte Dichtung austreten. Vorzugsweise wird die Dichtung zwischen der Kappe und Körper ebenfalls durch Schweißen ausgeführt.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Umfang der Membran mit dem Körper verschweißt und ein Kollektordraht zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit der Elektrode vorgesehen, wobei der Kollektordraht gegen die Membran ausgerichtet ist, um einen elektrischen Kontakt mit der Elektrode herzustellen, und durch Schweißen zwischen der Membran und dem Körper in seiner Lage befestigt wird. Durch das Befestigen des Drahtes in der geschweißten Verbindung zwischen dem Körper und der Membran kann sich der Draht nicht leicht von der Membran entfernen. Dies macht die Zelle dauerhafter in der Verwendung.

Vorzugsweise ist an der Kappe ein gegen die Fläche der Membran anliegender Vorsprung ausgebildet, um die Elektrode in elektrischem Kontakt mit dem Kollektordraht zu halten.

In folgenden werden Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine gechnittene Seitenansicht einer erfindungsge mäßen elektrochemischen Gasspürzelle;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Membran der in Fig. 1 darge stellten Zelle in vergrößertem Maßstab,;

Fig. 3 eine Schnittansicht, die die Konstruktion der Zelle in Fig. 1 zeigt; und

Fig. 4 eine Schnittansicht durch einen Teil einer alterna tiven Ausführungsform der Zelle.

Wie Fig. 1 zeigt, enthält eine elektrochemische Gasspürzelle 3 einen hohlen zylindrischen Körper 13, der aus einem gegen starke Säuren und Gase widerstandsfähigen polymeren Kunst stoffmaterial hergestellt ist. Geeignete Materialien sind beispielsweise Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyethylen (PE). Der Hohlkörper 13 begrenzt eine Kammer 28 zur Aufnahme eines flüssigen Elektrolyten, der für den elektrochemischen Prozeß wesentlich ist.

Die Kammer 28 ist an beiden Enden offen, der Elektrolyt wird in der Zelle 3 zurückgehalten mittels Membranen 25, 30, die über den offenen Enden angebracht sind. Die Membran 25 trägt eine Arbeitselektrode 36 auf ihrer der Kammer zugewandten Fläche und die Membran 30 trägt eine geteilte Elektrode 37. Jede Elektrode ist aus einer Edelmetall/PTFE-Mischung hergestellt und mit einer porösen Fluoropolymer-Folienmem bran verbunden. Diese Membran ist hydrophob und, da sie von dem Elektrolyten nicht benetzt wird, ist die Membran für den Elektrolyten undurchlässig, so daß dieser am Austreten aus der Zelle gehindert wird. Andererseits ist die Membran für das zu erfassende Gas durchlässig, was es dem Gas gestattet, in die Zelle zu strömen und mit der Arbeitselektrode 36 zu reagieren.

Jede Membran 25, 30 hat die Form eines kreisförmigen porösen Blättchens. Die Membran hat typischerweise eine Porösität von zwischen 10 und 20% und eine Dicke von zwischen 0,075 mm (0.003 inch) und 0,225 mm (0.009 inch).

Die Arbeitselektrode 36 wird hergestellt durch Mischen eines Katalysators und einer PTFE-Suspension in Wasser, um eine geschmeidige, kohäsive Masse zu bilden. Der Katalysator ist typischerweise ein Edelmetall in Pulverform, wie Platin, Palladium, Iridium oder Gold. Die Mischung wird unter Ver wendung von auf dem Fachgebiet wohlbekannter Techniken auf die Membran aufgebracht. Typischerweise wird aus der Mischung ein dünner Film gebildet, auf die Membran aufge bracht und auf eine Temperatur von beispielsweise 200°C erhitzt, um ihn mit der Membran zu verschmelzen. Die Kata lysatorelektrode bedeckt eine kreisförmige Fläche der Membran, wobei der Umfang der Membran unbedeckt bleibt.

Die geteilte Elektrode 37 enthält zwei getrennte Bereiche, die eine Bezugselektrode und eine Gegenelektrode bilden.

Die Gegenelektrode ist selbst eine katalytische Elektrode, da sie an einer katalytischen Reaktion mit durch die Arbeitselektrode in den Elektrolyten eingeführten Ionen teilnimmt. Der Katalysator für die Gegenelektrode kann von dem auf der Arbeitselektrode verschieden sein. Beispiels weise angenommen, daß Schwefelwasserstoff (H₂S) an der Ar beitselektrode erfaßt wird. Die chemische Reaktion an der Arbeitselektrode wäre dann:
H₂+4H₂O→H₂SO₄+8H⁺+8e_-.

Die an der Arbeitselektrode in den Elektrolyten eingeführten H⁺-Ionen wandern zu der Gegenelektrode, wo sie einer katalytischen Reaktion unterliegen, um Elektronen von der Gegenelektrode zu erlangen.

Die Bezugselektrode ist auch eine katalytische Elektrode, obwohl sie selbst nicht an einer chemischen Reaktion teilnimmt. Für die Bezugselektrode wird das katalytische Material aus Gründen der Bequemlichkeit verwendet, so daß die Bezugselektrode beim gleichen Herstellungsvorgang wie die Gegenelektrode gebildet werden kann. Die geteilte Elek trode 37 kann in einer ähnlichen Weise wie die Arbeitselek trode gebildet sein, wobei der Katalysator in zwei getrenn ten Bereichen für die Gegenelektrode und die Bezugselektrode auf der Membran 30 aufgebracht ist.

Die Membranen 25, 30 sind gegen den Körper 13 durch Schweißen abgedichtet. Geeignete Schweißarten sind Hitze schweißen und Ultraschallschweißen.

Über der Arbeitselektrode 25 ist eine erste Kappe 11 angebracht. Die Kappe ist durch Schweißen gegen den Körper abgedichtet. Geeignete Schweißarten sind Ultraschallschweißen und Hitzeschweißen. In der Kappe ist ein Durchgang 14 ausgebildet, um es einem Gas außerhalb der Zelle das Eintreten in die Zelle zu gestatten.

Eine zweite Kappe 12 ist über der Membran 30 angebracht, in einer ähnlichen Weise wie die erste Kappe 11 angebracht ist. Auch die zweite Kappe 12 ist durch Schweißen gegen den Kör per 13 abgedichtet. In der zweiten Kappe 15 ist eine Öffnung 14 vorgesehen, um an dem Arbeitsende der Zelle 134 auftretende Druckänderungen auszugleichen.

Die Kammer 28 enthält einen Elektrolytvorratsbehälter und einen Dochthalter 8. Der Dochthalter 8 ist mit einem saugfä higen Material gefüllt, das als Docht wirkt und den flüs sigen Elektrolyten von dem Reservoir saugt und zu der Arbeits elektrode 36 liefert. Ein absorbierendes oder saugfähiges Polster 38 aus Glasfasern liegt an der Fläche der Elektrode 36 an und unterstützt es, den Elektrolyten mit der Elektrode in Kontakt zu bringen. Somit stellen der Docht und das ab sorbierende Polster sicher, daß der Elektrolyt unabhängig von der Orientierung der Zelle 13 mit der Edelmetallelek trode in Kontakt bleibt. Eine in der Wand des Körpers vorge sehene Öffnung 16 erlaubt es, den Vorratsbehälter mit dem Elektrolyten zu füllen. Sobald die Zelle 13 gefüllt ist, wird ein Stopfen 10 in die Öffnung 16 eingeschweißt.

Der an den Elektroden 36, 37 elektrochemisch erzeugte Strom wird mittels die Elektroden 36 bzw. 37 berührenden Platin kollektordrähten 23, 24 von den Elektroden abgeführt. Die Drähte 23, 24 sind mit einem auf der Außenseite des Körpers 13 vorgesehenen Verbindungsanschluß 2 aus Kunststoff verbunden. Der Anschluß beherbergt einen Kontakt für jede Elektrode oder jeden Elektrodenbereich und ist dazu vorge sehen, einen (nicht gezeigten) Stecker aufzunehmen, um die Zelle mit einer (ebenfalls nicht gezeigten) Überwachungs schaltung zu verbinden.

Die konstruktiven Einzelheiten der Elektrode 36, des Kollektors 23 und der Membran 25 seien nun anhand der Fig. 2 und 3 verdeutlicht.

An der Kante der Öffnung zu der Kammer ist ein ringförmiger Rücksprung 17 vorgesehen, dessen Tiefe der kombinierten Dicke der Elektrode 36 und des absorbierenden Polsters 38 gleich ist. Die Elektrode 36 erstreckt sich über die Öffnung der Kammer und ist mit ihrer Kante in dem Rücksprung 17 angeordnet. Der sich über die Elektrode hinaus erstreckende Umfang der Membran ruht an der Kante der Öffnung jenseits des Rücksprungs. Der Kollektordraht 23 ist flach gegen die Elektrode ausgerichtet und erstreckt sich im wesentlichen radial zwischen der Elektrode und dem absorbierenden Polster und wird durch den Druck zwischen der Elektrode und dem ab sorbierenden Poster an seinem Platz gehalten, wodurch ein enger Kontakt zwischen der Elektrode 36 und dem Kollektor draht 23 hergestellt wird.

Die Membran ist durch Verschweißen des Membranumfangs mit dem oberen Bereich der Kammeröffnung gegen den Körper abgedichtet. Das Schweißen wird in zwei konzentrischen Bändern durchgeführt, wie es durch die Kreise 22 in Fig. 2 dargestellt ist. Der Kollektordraht wird somit durch die Schweißverbindung um den Draht an seinem Platz festgehalten. Wahrend des Schweißvorgangs werden die Kunststoffmaterialien der Membran und des Körpers weich und fließen um den Draht, so daß sie eine gute Abdichtung bilden. Der Kollektordraht kann am Umfang der Membran, wo die Membran befestigt ist, in einem Zick-Zack-Muster verlaufen, um die Abdichtung um den Draht zu verbessern.

Die Kappe 11 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 18 versehen, der, wenn die Kappe angebracht ist, an der äußeren Fläche der Membran anliegt und die Elektrode in einem engen Kontakt mit dem Kollektordraht hält. Als weitere Abdichtung zwischen der Membran und der Kappe ist eine O-Ring-Dichtung 19 vorgesehen. Der O-Ring ist nur leicht zusammengedrückt, da er keine starke Kraft zu bewirken braucht, um den Kollektordraht und die Membran gegeneinander zu drücken, noch eine Dichtung zwischen der Membran 25 und dem Körper 13 bewirken muß. Da die Kappe nicht in ihrer Lage verschweißt werden muß, während sie unter Druck steht, um den O-Ring zusammenzudrücken, ist das Anbringen der Kappe einfacher und ihre Positionierung weniger kritisch.

Die Membran 30, die Drähte 24 und die zweite Kappe 12 können in einer Weise ähnlich der oben beschriebenen an dem gegenüberliegenden Ende der Zelle angebracht werden.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Zelle ist in Fig. 4 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der O-Ring durch einen auf der Kappe 11 ausgebildeten zweiten ringförmigen Vorsprung 8 ersetzt worden. Der zweite ringförmige Vorsprung 8 wird als Abstandshalter, um die Kappe 11 zum Verschweißen in der richtigen Lage in der Öffnung zu halten.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist zwischen der Membran, dem Kollektordraht und dem Körper eine hermetische Abdichtung ausgebildet, die sicherstellt, daß der Elektrolyt an diesen Abdichtungen nicht aus der Zelle austreten wird. Diese hermetische Abdichtung wird mit der Zeit nicht zerstört werden. Darüber hinaus halten die Abdichtungen die Kollektordrähte in einer Lage in gutem elektrischen Kontakt mit den Elektroden fest. Somit werden die Schwierigkeiten einer Leckage und eines schlechten elektrischen Kontakts, die mit der Zeit bei manchen üblichen Konstruktionen auftreten, vermieden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Elektrolyt mittels des Dochtes und des absorbierenden Polsters der Arbeitselektrode zugeführt. Dies stellt sicher, daß stets eine großzügige Versorgung der Elektrode mit Elek trolyt erfolgt, unabhängig von der Orientierung der Zelle bei ihrer Verwendung. Das Reservoir ist mit dem Elektrolyten gefüllt, um unter den meisten Umständen ein Austrocknen zu verhindern.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verfügt die Zelle über einen Verbindungsanschluß zur Verbindung mit einer externen Überwachungsschaltung. Dies erlaubt es, daß die Zelle leicht an die Schaltung "angesteckt" werden kann, während gleichzeitig eine zuverlässige Verbindung sicherge stellt wird.

Besonders zu schätzen ist es, daß bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Körper und die Kappen so entworfen sind, daß diese Bauteile leicht aus einem geeigneten Kunst stoffmaterial geformt werden können.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Membran mit dem Körper verschweißt ist, kann bei anderen Ausführungen anstelle dessen die Membran mit der Kappe verschweißt sein. In diesem Falle wird die Kappe vorzugs weise durch Schweißen mit dem Körper verbunden, so daß eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung erreicht wird, um eine Leckage des Elektrolyten zu verhindern.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die der Arbeitselektrode gegenüberliegende Elektrode eine geteilte Elektrode ist mit eine Bezugselektrode und eine Gegenelek trode bildenden Bereichen, kann in anderen Ausführungen die Bezugselektrode weggelassen werden. Die Elektrode würde dann als einzige Elektrode ausgebildet sein.

Claims

1. Elektrochemische Zelle zum Erfassen von Gaskonzentra tionen, gekennzeichnet durch einen hohlen Körper (13), der eine offene Kammer (28) zur Aufnahme eines Elektrolyten be grenzt, eine Kappe (11) zum Abdecken einer Öffnung zu der Kammer (28), wobei in der Kappe (11) ein Durchgang (14) ausgebildet ist, um den Eintritt von Gas in die Zelle zu gestatten, und eine zwischen der Kammer (28) und der Kappe (11) angebrachte Membran (25), die für das zu erfassende Gas durchlässig, für den Elektrolyten dagegen undurchlässig ist, wobei die Membran (25) auf ihrer an die Kammer (28) angren zenden Seite eine Elektrode (36) trägt, die Kappe (11) gegen den Körper (13) abgedichtet ist und die Membran (25) durch Ver schweißen mit dem Körper (13) oder der Kappe (11) befestigt ist.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (11) durch Verschweißen mit dem Körper (13) abgedichtet ist.

3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Membran (25) mit dem Körper (13) verschweißt ist, und daß weiterhin ein Kollektordraht (23) vorgesehen ist zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der Elektrode (36), wobei der Kollektordraht (23) gegen die Membran (25) angebracht ist, um einen elektrischen Kontakt mit der Elektrode (36) herzustellen, und durch Verschweißen zwischen der Membran (25) und dem Körper (13) in seiner Lage befestigt ist.

4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektordraht (23) im Bereich der Schweißung am Umfang der Membran einem Zick-Zack-Muster folgt.

5. Zelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) kreisförmig ist und die Schweißung in zwei konzentrischen Bändern in der Nähe des Randes der Membran (25) ausgeführt ist.

6. Zelle nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Umfang der Membran (25) über den Rand der Elek trode (36) hinaus erstreckt und der Rand der Öffnung zu der Kammer (28) mit einem Rücksprung (17) versehen ist, daß sich die Elektrode (36) über die Öffnung erstreckt und mit ihrem Rand in dem Rücksprung (17) angeordnet ist, und daß der Kollektordraht (23) in dem Rücksprung (17) gegen den Rand der Elektrode (36) festgehalten ist.

7. Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an schließend an die der Kammer (28) zugewandte Fläche der Elek trode (36) ein absorbierendes Polster (38) angebracht ist, das im wesentlichen die Fläche der Elektrode (36) bedeckt und dessen Rand mit dem Rand der Elektrode (36) in dem Rücksprung (17) angeordnet ist, wobei der Rücksprung (17) eine Tiefe gleich der kombinierten Dicke der Elektrode (36) und des Polsters (38) aufweist, und der Kollektordraht (23) zwischen der Elektrode (36) und dem absorbierenden Polster (38) fest gehalten ist.

8. Zelle nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kappe 11 ein Vorsprung (18) zur Anlage gegen die äußere Fläche der Membran 26 ausgebildet ist, um die Elektrode (36) in ihrer Lage in Kontakt mit dem Kollektordraht (23) zu halten.

9. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen durch einen Hitzeschweiß vorgang ausgeführt wird.

10. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen durch einen Ultraschall schweißvorgang durchgeführt wird.

11. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (28) einen Vorratsbehälter zum Enthalten des Elektrolyten und einen Docht (35) zum Liefern des Elektrolyten an die Elektrode (36) enthält.

12. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (36) einen auf die Membran (25) aufgebrachten Katalysator enthält.

13. Zelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ein Edelmetall ist.

14. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) aus einem porösen Poly tetrafluorethylenmaterial besteht.

15. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (13) an den der erstgenannten Öffnung gegenüberliegenden Ende eine zweite Öffnung aufweist, und daß weiterhin eine zweite Kappe (12) zum Abdecken der zweiten Öffnung vorgesehen ist, wobei die Kappe (12) eine Öffnung (15) aufweist, die einen Ausgleich von inneren und äußeren Gasdrücken der Zelle gestattet, und eine zwischen der Kammer (28) und der zweiten Kappe (12) angebrachte zweite Membran (30), die für das zu erfassende Gas durchlässig, jedoch für den Elektrolyten undurchlässig ist, wobei die zweite Membran (30) auf ihrer der Kammer (28) zugewandten Fläche eine zweite Elektrode (37) trägt, die zweite Kappe (12) gegen den Körper (13) abgedichtet ist und die zweite Membran (30) mit dem Körper (13) oder der zweiten Kappe (12) verschweißt ist.

16. Zelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (37) eine geteilte Elektrode ist, die zwei getrennte Elektrodenbereiche aufweist.

17. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Anschlußvorrichtung (2) vorgesehen ist zum Verbinden der Zelle mit einer externen Überwachungsschaltung, wobei die Anschlußvorrichtung (2) einen Anschluß für jede Elektrode oder für jeden Elektrodenbereich aufweist und mit den Elektroden durch Kol lektordrähte (23, 24) verbunden ist.