DE4025699A1 - Akkumulator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akkumulator mit einem Gehäuse, mindestens einer positiven und mindestens einer negativen Elektrode, welche von Elektrolytmaterial umgeben sind.

Derartige Akkumulatoren sind in den vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Generell dienen Akkumulatoren ebenso wie Batterien als dezentrale, vom elektrischen Versorgungsnetz unabhängige Stromlieferanten.

Dabei haben Akkumulatoren gegenüber Batterien den Vorteil, daß sie regenerie­ rungsfähig, d. h. wiederaufladbar sind. Dies ist besonders wichtig in Fällen, in denen Akkumulatoren bzw. Batterien einen relativ hohen Strombedarf decken müssen. Derartige Akkumulatoren, die z. B. zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet werden, sind relativ groß, schwer und speichern erhebliche Energie­ mengen. Die Verwendung von nicht wiederaufladbaren Batterien kommt für derartige Anwendungen im Regelfall nicht in Frage, weil dies viel zu teuer wäre.

Es ist bereits eine Vielzahl von Kombinationen aus Elektrolyt- und Elektrodenma­ terialien für Akkumulatoren bekannt. (Im folgenden wird für letztere die Kurzform "Akku" verwendet). Am bekanntesten sind die sogenannten "Bleibatte­ rien", die besser als Bleiakkus zu bezeichnen wären und deren Elektroden aus Blei- bzw. Bleidioxid bestehen, wobei als Elektrolyt Schwefelsäure verwendet wird. Ebenfalls weit verbreitet sind sogenannte Nickel-Cadmium-Akkus, bei welchen die negative Elektrode aus Cadmium, die positive Elektrode aus Nickelhydroxid und der Elektrolyt eine wäßrige Lösung von Kaliumhydroxid ist. Für die Verwendung in Kraftfahrzeugen wird auch an anderen, komplizierteren bzw. schwierig zu handhabenden Akku-Systemen gearbeitet (z. B. Natrium-Schwefel-Akku), die teilweise nur bei sehr hohen Temperaturen betreibbar sind und besondere Sicherheitsmaßmahmen erfordern.

Grundsätzlich sind daneben noch vielfältige andere Kombinationen von Elektrolyt- und Elektrodenmaterial denkbar, bei welchen jedoch ein saurer oder ein alkalischer Elektrolyt mit mindestens einer der beiden Elektroden in der Weise reagiert, daß sich auf der Elektrodenoberfläche eine Reaktionsschicht bildet, die den Stromtransport unterbindet und/oder nicht regenerierungsfähig ist (wie bei Batterien). Teilweise würde auch eine der denkbaren Elektroden durch den Elektrolyten derart zersetzt, daß die Reaktionsprodukte gasförmig oder flüssig sind oder daß die Elektode mechanisch zerstört wird und in Lösung geht oder im Elektrolyten ausfällt. Derartige Kombinationen sind also in der Praxis unbrauchbar und ebenfalls in Einzelfällen für Batterien verwendbar. Dabei gilt die Grundregel, daß der Elektrolyt, der für die positive Elektrode gut ist, schlecht für die negative Elektrode ist und umgekehrt. Die in der Praxis bekannten Akkumulatoren mit ihren Elektrolyt-Elektroden-Kombinationen bilden die Ausnahme von dieser Grundregel oder einen Kompromiß zwischen widerstreitenden Anforderungen. Die Wahl der Elektrolyten und der Elektrodenmaterialien ist also dadurch stark eingeschränkt, daß beide Elektroden zum einen voneinander verschieden sein müssen, um überhaupt ein unterschiedliches elektrochemisches Potential haben zu können, und dabei gleichzeitig mit demselben Elektrolytmaterial verträglich sein bzw. eine regenerierbare, stromleitfähige Verbindung eingehen müssen.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Akkumulator mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, bei welchem die Kombinationsmöglichkeiten für Elektroden- und Elektrolytmaterial wesentlich erweitert sind und wobei gegebenenfalls bekannte Kombinationen hinsichtlich der Regenerationsfähigkeit, der Wiederaufladbarkeit und des Stromtransportes verbessert werden können.

Insbesondere wird auch darauf abgezielt, besondere, neue Kombinationen zu ermöglichen, die nach Möglichkeit eine höhere Energiedichte (bezogen auf das Volumen) bzw. eine höhere spezifische Energie (bezogen auf das Gewicht) aufweisen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß positive und negative Elektrode durch mindestens eine teildurchlässige Membran getrennt sind und daß die positive Elektrode von säurehaltigem Elektrolyten und die negative Elektrode von alkalischen Elektrolyten umgeben ist, wobei das Membranmaterial der mindestens einen Membran so gewählt ist, daß die Anionen des alkalischen Elektrolyten durch die Membran von der positiven Elektrode und/oder die Kationen des sauren Elektrolyten durch die Membran von der negativen Elektrode ferngehalten werden.

In vorteilhafter Weise hat man so durch das Zwischenschalten mindestens einer Membran erreicht, daß jedes der verschiedenen Elektrodenmaterialien mit einem eigenen, maßgeschneiderten Elektrolytmaterial umgeben werden kann, wobei mindestens eine teildurchlässige Membran - auch semipermeable Membran genannt - verhindert, daß sich an der jeweils anderen Elektrode unerwünschte Reaktionsprodukte bilden. Dabei kommt es nicht allein darauf an, daß die erwähnten Anionen und Kationen von den jeweils anderen Elektroden ferngehal­ ten werden, sondern es wird damit gleichzeitig verhindert, daß auch die komplementären H⁺-Ionen bzw. OH^--Ionen an die jeweils anderen Elektroden gelangen, was auch zu einer Neutralisation von Säure und Base führen könnte.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran im wesentlichen nur für Wasserstoff durchlässig ist.

Dabei ist eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher die Membran den Wasserstoff nur in Form von H₂-Molekülen durchläßt.

Während des Entladevorganges baut sich im Inneren des Akkus ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden auf, welches den Stromtransport im Elektrolyten veranlaßt. Der Stromtransport durch Ionen wird jedoch durch die für H₂- Moleküle durchlässige Membran unterbrochen. Auf diese Weise entsteht an der Membran ein Grenzflächenpotential, durch welches Wassermoleküle im Elek­ trolyten gespalten werden, so daß die entstehenden H-Ionen sofort zu H₂- Molekülen verbinden und durch die Membran hindurch diffundieren. Die verbleibenden OH^--Ionen übernehmen dann den Stromtransport durch Zurückwan­ dern zur negativen Elektrode. Auf der anderen Seite dissoziieren die H₂-Moleküle in der sauren Umgebung und transportieren nun wieder als H⁺-Ionen den Strom.

Auf diese Weise entsteht zwar an der Membran ein Spannungsabfall, der Stromtransport bleibt jedoch gewährleistet, wobei der saure Elektrolyt auf der Seite der positiven Elektrode und der alkalische Elektrolyt auf der Seite der negativen Elektrode stets voneinander getrennt bleiben.

Konkrete Beispiele für entsprechende Elektrolytmaterialien werden später noch genannt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind zwischen den Elektroden einer Akkuzelle zwei Membranen vorgesehen, welche einen Membran­ zwischenraum definieren und von welchen die eine für Kationen durchlässig und für Anionen sperrend ist, während die andere für Anionen durchlässig und für Kationen sperrend ist, wobei die kationdurchlässige Membran der positiven Elektrode zugewandt ist, d. h. auf der der positiven Elektrode zugewandten Seite des Membranzwischenraumes liegt, während die aniondurchlässige Membran auf der Seite des Membranzwischenraumes liegt, welche der negativen Elektrode zugewandt ist.

Auch bei dieser Ausgestaltung bleibt sichergestellt, daß jede der Elektroden nur von dem für sie ausgewählten Elektrolyten umgeben ist, wobei zweckmäßiger­ weise der die positive Elektrode umgebende Elektrolyt im Regelfall eine Säure ist, während ein alkalischer Elektrolyt für die negative Elektrode vorgesehen ist. Die Anionen des alkalischen Elektrolyten können dann durch die aniondurchlässige Membran in den Membranzwischenraum hineindiffundieren ebenso wie die Kationen des sauren Elektrolyten durch die kationdurchlässige Membran in den Membranzwischenraum hineingelangen. Im Membranzwischenraum formieren diese Ionen sich im Regelfall zu einem Salz bzw. zu einer Salzlösung.

Diese Ausgestaltung bringt hinsichtlich des Wiederaufladens des Akkumulators bondere Vorteile mit sich. Wird nämlich eine entsprechende Spannung an die Elektroden angelegt, so wird zum einen der elektrochemische Prozeß an den Elektroden umgekehrt und gleichzeitig dissoziiert das Salz im Membranzwischen­ raum und Anionen und Kationen kehren unter der Wirkung des elektrischen Feldes durch die jeweiligen Membranen zurück zu den entsprechenden Elektroden bzw. in den die Elektroden umgebenden Raum. Der Ladevorgang wird schließlich automatisch dadurch gestoppt, daß das Salz im Membranzwischenraum vollständig dissoziiert ist und daß die entsprechenden Ionen aus dem Membran­ zwischenraum herausgewandert sind. In diesem Fall enthält der Membran­ zwischenraum keine Ladungsträger mehr und bildet so eine isolierende Barriere, an der die außen an den Elektroden anliegende Spannung abfällt. Der Stromtrans­ port und damit auch der Ladevorgang wird hierdurch unterbrochen bzw. beendet. Es kann also auf diese Weise nicht mehr zu Überladungen und Entgasungsvor­ gängen kommen, solange die ursprünglich angelegte Ladespannung nicht beträchtlich überschritten wird.

Als zweckmäßig haben sich auch Ausführungsformen der Erfindung bewährt, bei welchen mindestens eine der Elektroden von einer teildurchlässigen Membran eng umhüllt ist. Auch auf diese Weise bleibt die Elektrode vor dem Angriff unerwünschter Ionen geschützt.

Dabei wird eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher die umhüllte Elektrode als mit dem jeweiligen Elektrolyten gefüllte Schwammelektrode ausgebildet ist. Der Begriff "Schwammelektrode" soll hier alle Arten von mehr oder weniger porösen und/oder schwammigen Elektroden umfassen, welche eine gewisse Menge von Elektrolytmaterial speichern können. Derartige Elektroden haben außerdem gleichzeitig eine große Oberfläche, was für die maximale Stromentnahme und einen schnellen Ladevorgang von Bedeutung ist.

Insbesondere hat sich eine solche Ausführungsform als zweckmäßig erwiesen, bei welcher die positive Elektrode von einer kationdurchlässigen Membran und die negative Elektrode von einer anionendurchlässigen Membran eng umhüllt ist. Der gesamte Raum außerhalb dieser Membranen bildet dann den bereits angesproche­ nen Membranzwischenraum, in welchem sich beim Entladen die Salzlösung bildet und jede der Membranen hüllt mit der Elektrode auch den für diese Elektrode passenden Elektrolyten ein.

Entsprechende Membranen, die entweder nur Anionen oder nur Kationen, oder aber nur neutrale Teilchen durchlassen, sind im Stand der Technik an sich bekannt. Darüberhinaus gibt es auch spezielle Membranen, welche nur ganz bestimmte Anionen oder Kationen durchlassen, und welche ebenfalls für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Entsprechende Membranmaterialien gibt es sowohl als organische wie auch als anorganische Materialien. Organische Materialien kommen z. B. in Frage auf der Basis von Polyphenylaminen und von Polyschwefelphenylen. Anorganische Materialien sind beispielsweise bestimmte Arten von Zeolithen und die bereits angesprochene Legierung aus Mangan, Nickel und Zirkon.

In der bevorzugten Ausführungsform ist als alkalischer Elektrolyt für die negative Elektrode Lithiumhydroxid (LiOH) und als saurer Elektrolyt Fluorwasserstoff (HF) vorgesehen. Dazu kommen als Material für die positive Elektrode Mangandioxid (Braunstein, MnO₂) und als Material für die negative Elektrode Zink (Zn) in Frage.

Das Elektrodenpotential der positiven Elektrode MnO₂ mit dem Elektrolyten HF beträgt 1,228 Volt und an der negativen Elektrode aus Zink mit dem Elektrolyten LiOH - 1,245 Volt. In der Summe liefert eine solche Akkuzelle also eine Spannung von ca. 2,4 bis 2,5 Volt.

Wenn auch bei der vorstehenden Beschreibung im wesentlichen immer nur einzelne Elektroden und einzelne Akkuzellen betrachtet wurden, so vesteht es sich dennoch für den Fachmann, daß innerhalb einer Zelle mehrere derartige Elektroden parallel geschaltet und miteinander verschachtelt angeordnet werden können und daß außerdem mehrere Zellen in Reihe hintereinander geschaltet werden können, um die Zellenspannung zu vervielfachen.

Das oben angesprochene Potential von ca. 2,4 bis 2,5 Volt steht bei Verwendung zweier verschiedener Membranen unter Bildung eines Membranzwischenraumes voll zur Verfügung. Wird dagegen die Ausführungsform verwendet, welche nur eine einzige Membran zwischen den Elektroden hat, die nur für Wasserstoff­ moleküle durchlässig ist, so geht ein Teil der Spannung an der Membrangrenz­ schicht verloren und wird für die Dissoziation bzw. elektrolytische Spaltung der Wassermoleküle gebraucht. In diesem Fall wird die zur Verfügung stehende Spannung um etwa 0,8 Volt auf ca. 1,6 bis 1,7 Volt reduziert. Dafür hat jedoch eine solche Ausführungsform einen einfacheren Aufbau und kann kompakter und mit einer höheren spezifischen Energie hergestellt werden. Mit den vorstehend genannten Elektrolyt- und Elektrodenmaterialien erreicht man spezifische Energien der Akkumulatoren von ca. 150 VAh/kg für die Ausführungsform mit zwei Membranen und von ca. 200 VAh/kg für die Ausführungsform mit einer Membran.

Grundsätzlich erweitert die Verwendung derartiger Membranen die Auswahl­ möglichkeiten für Elektroden- und Elektrolytmaterialien ganz beträchtlich, da nunmehr nicht darauf geachtet zu werden braucht, ob das Elektrolytmaterial sich mit beiden Elektrodenmaterialien gut verträgt. Es kommt nur noch darauf an, daß man für jedes Elektrodenmaterial das für dieses Material beste Elektrolytmaterial auswählt, wobei eine Trennung der beiden Elektrolyten durch die teildurchlässige Membran bzw. Membranen erfolgt. Hierzu müssen lediglich noch die passenden Membranmaterialien ausgewählt werden, die jedoch an sich bereits bekannt sind und gegebenenfalls auch gezielt entwickelt werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ formen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigt

Fig. 1 einen Akkumulator, dessen Elektroden durch jeweils zwei Membranen voneinander getrennt sind, und

Fig. 2 einen Akkumulator, dessen Elektroden durch jeweils eine wasserstoff­ durchlässige Membran voneinander getrennt sind.

Fig. 1 zeigt einen aus mehreren hintereinander geschalteten Zellen bestehenden Akkumulator im Schnitt. Innerhalb einer Akkuzelle 13 sind alle positiven Elektroden 3 über elektrisch leitfähige Verbindungselemente 5 miteinander verbunden, ebenso wie die negativen Elektroden derselben Zelle miteinander verbunden sind. Darüberhinaus sind die negativen Elektroden dieser Zelle mit den positiven Elektroden 3 der Nachbarzelle über Leitungen 6 verbunden, so daß insgesamt eine Reihenschaltung der einzelnen Zellen entsteht. In den einzelnen Zellen sind die die positiven Elektroden 3 aufnehmenden Räume durch zwei hintereinander angeordnete Membranen 8, 10 vollständig von den Räumen getrennt, welche die negativen Elektroden 4 aufnehmen. Der die positive Elektrode 3 umgebende Raum ist mit einem sauren Elektrolyten 7 ausgefüllt, der die negative Elektrode 4 umgebende Raum ist mit einem alkalischen Elektrolyten 9 ausgefüllt. Die Membran 8 ist für (negative) Kationen durchlässig, während die Membran 10 für (positive) Anionen durchlässig ist. Als Material für die positive Elektrode 3 kommt beispielsweise Mangandioxid bzw. Braunstein (MnO₂) in Frage, während die negative Elektrode 4 aus einer Zinkplatte bestehen kann. Der saure Elektrolyt 7 ist beispielsweise Fluorwasserstoff (HF) und der alkalische Elektrolyt 9 könnte Lithiumhydroxid (LiOH) sein.

Für die Stromerzeugung finden dann die folgenden elektrochemischen Reaktionen statt:

Positive Elektrode:
MnO₂ + 4 H⁺ + 2 F^- → MnF₂ + 2 H₂O - 2e.

Negative Elektrode:
Zn + 2 OH^- →Zn(OH)₂ + 2e.

Die Anionen Li⁺ des alkalischen Elektrolyten LiOH dringen durch die anionendurch­ lässige Membran 10 in den Membranzwischenraum 11 ein und transportieren entsprechend ihrer Ladung Strom. Die Kationen F^- des Elektrolyten HF dringen in entgegengesetzter Richtung durch die Membran 8 in den Membranzwischen­ raum 11 ein und transportieren daher aufgrund des umgekehrten Vorzeichens ihrer Ladung Strom in gleicher Richtung wie die Anionen Li⁺. In dem Membran­ zwischenraum 11 verbinden sich diese Ionen zum Salz LiF, welches dann in Form einer wäßrigen Lösung im Membranzwischenraum 11 vorliegt.

Hieraus resultiert die folgende Gesamtreaktion bei der Entladung des Akkus:

Der Ladevorgang entspricht der Umkehrung der Pfeilrichtung, wobei Lithi­ umfluorid dissoziiert und aus dem Membranzwichenraum 11 entfernt und in den die Elektroden umgebenden Raum transportiert wird, so daß schließlich der Membranzwischenraum 11 von Ladungsträgern frei ist und als Isolierschicht wirkt, die den Ladevorgang abbricht.

Die Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist rein schematisch und läßt keinen Rückschluß auf die tatsächlichen relativen Abmessungen der Elektroden und der Zwischenräume zu. Insbesondere können die beiden Elektroden auch von den ihnen jeweils zugewandten Membranen eng eingekapselt sein. Eine für Kationen durchlässige Membran 8 kann also eine positive Elektrode 3 eng umschließen, während eine aniondurchlässige Membran 10 eine negative Elektrode 4 eng umschließt. Der Raum außerdem dieser Umhüllung ist dann der Membran­ zwischenraum 11. Elektrodengröße und -oberfläche sowie der von den Membranen bzw. zwischen den Membranen eingeschlossene Raum wird dahingehend optimiert, daß der Akkumulator insgesamt eine maximale Energiedichte und Kapazität hat.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, die weitgehend mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform übereinstimmt, sind die beiden Membranen 8, 10 durch eine einzige Membran 12 ersetzt, welche für H₂-Moleküle durchlässig ist. Elektroden und Elektrolyt stimmen ansonsten mit den Materialien überein, die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden. Insofern stimmen die Reaktions­ gleichungen an der positiven und an der negativen Elektrode jeweils mit den entsprechenden Reaktionen der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform überein. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß nunmehr die Li⁺-Ionen und die F^--Ionen durch die Membran 12 voneinander getrennt bleiben und sich nicht miteinander verbinden können. Stattdessen tritt durch die Ansammlung von Ionen beiderseits der Membran 12 im Bereich dieser Membran ein Potentialsprung von etwa -0,8 Volt auf, durch welchen das Wasser auf der Seite des alkalischen Elektrolyten 9 in OH^- und H⁺-Ionen dissoziiert wird. Die Wasserstoffionen verbinden sich schnell zu H₂-Molekülen und diffundieren durch die Membran 12 hindurch. In der Fluorwasserstoff-Lösung 7 wird der Wasserstoff entsprechend der Gleichgewichtskonzentration in H⁺-Ionen dissoziiert, die nunmehr den weiteren Stromtransport übernehmen. Die frei werdenden Elektronen gleichen die bei der Bildung der H₂-Moleküle erforderliche Ladung aus.

Es entsteht die folgende Gesamtreaktion:

Zn + 2 H₂O + MnO₂ + 2 HF → Zn(OH)₂ + MnF₂ + 2 H₂O.

Der Ladevorgang führt wiederum zur umgekehrten Reaktion. Man erkennt, daß beim Entladen an der Zinkelektrode OH^--Ionen verbraucht werden, während an der positiven Elektrode H⁺-Ionen verbraucht werden. Diese Ionen entstehen durch Dissoziation von Wasser in OH^--Ionen und H⁺-Ionen an der Membran auf der Seite der negativen Elektrode. Beim Laden werden, wie bereits erwähnt, die elektrochemischen Reaktionen an den Elektroden umgekehrt und auch an der Membran 12 wird nunmehr auf der Seite der positiven Elektrode Wasser dissoziiert, wobei wiederum der Wasserstoff in Form von H₂-Molekülen durch die Membran 12 hindurchdiffundiert und mit den dort frei werdenden OH^--Ionen zu Wasser rekombiniert.

Auch bei dieser Ausführungsform werden Masse und Volumen der Elektroden 3, 4 sowie die Menge der Elektrolyten 7, 9 sowie deren Konzentration in wäßriger Lösung bzw. der insgesamt für die Elektrolyten zur Verfügung stehende Raum in der Weise optimiert, daß eine möglichst hohe Energiedichte erzielt wird. Beide Typen von Akkumulatoren weisen ein die Elektroden allseitig umschließendes und chemisch entsprechend resistentes Gehäuse 1 aus einem isolierenden Material auf. Das Gehäuse 1 kann gegebenenfalls auch Sicherheitsventile aufweisen, falls bei zu starker Entladung oder bei zu hohem Ladestrom doch eine beträchtliche Entgasung mit entsprechendem Überdruck auftreten sollte. Das Gehäuse 1 ist durch Trennwände 2 in einzelne Akkuzellen 13 aufgeteilt, die, wie bereits beschrieben, elektrisch hintereinander geschaltet sind.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, positive und negative Elektroden je einem anderen, optimal auf das jeweilige Elektrodenmaterial abgestimmten Elektrolyten auszusetzen. Die möglichen Kombinationen von Elektrolyten und Elektrodenmaterialien in Akkumulatoren sind damit beträchtlich erweitert worden. Insbesondere die bevorzugten Ausführungsformen mit Mangandioxid als positiver und Zink als negativer Elektrode sowie mit dem alkalischen Elektrolyten Lithiumhydroxid für die negative Elektrode und Fluorwasserstoff für die positive Elektrode erweisen sich hinsichtlich der Energiedichte und der auf das Gewicht bezogenen spezifischen Energie besonders vorteilhaft und sind damit auch für batteriebetriebene Kraftfahrzeuge verwendbar, die mit solchen Akkumulatoren eine wesentlich größere Reichweite haben können, als mit herkömmlichen Bleibatterien. Dabei ist auch die Handhabung der vollgekapselten Akkumulatoren sehr einfach und problemlos, erfordert keine höheren Temperaturen und - zumindest bei der Ausführungsform mit zwei Membranen - auch keine besonderen Sicherheitsvor­ kehrungen gegen Überladen, da ein Überladen bei diesem Batterietyp praktisch nicht möglich ist.

Außerdem kann man wegen der größeren Zahl von Kombinationsmöglichkeiten auch auf preiswertere und/oder leichter zu handhabende Materialien zurück­ greifen.

Claims (11)

1. Akkumulator mit einem Gehäuse (1), mindestens einer positiven (3) und einer negativen Elektrode (4), welche von Elektrolytmaterial (7, 9) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die positive (3) und die negative Elektrode (4) durch mindestens eine teildurchlässige Membran (8, 10, 12) getrennt sind und daß die positive Elektrode (3) von säurehaltigem Elektrolyten (7) und die negative Elektrode (4) von alkalischem Elektrolyten (9) umgeben ist, wobei das Material der mindestens einen Membran (8, 10, 12) so gewählt ist, daß die Anionen des alkalischen Elektrolyten (9) durch die Membran (8, 12) von der positiven Elektrode (3) und/oder die Kationen des sauren Elektrolyten (7) von der negativen Elektrode (4) ferngehalten werden.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12) im wesentlichen nur für Wasserstoff durchlässig ist.

3. Akkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12) nur für H₂-Moleküle durchlässig ist.

4. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einer Mangan-Nickel-Zirkon-Legierung besteht.

5. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elektroden (3, 4) einer Akkuzelle (13) zwei Membranen (8, 10) vorgesehen sind, welche einen von Elektroden freien Membranzwischenraum (11) definieren und von welchen die eine (8) für Kationen durchlässig und für Anionen sperrend ist, während die andere (10) für Anionen durchlässig und für Kationen sperrend ist, und daß die kationdurchlässige Membran (8) auf der der positiven Elektrode (3) zugewandten Seite des Membranzwischenraumes (11) liegt, während die anion­ durchlässige Membran auf der der negativen Elektrode (4) zugewandten Seite des Membranzwischenraumes (11) liegt.

6. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden (3, 4) von einer teildurchlässigen Membran (8, 10, 12) eng umhüllt ist.

7. Akkumulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die umhüllte Elektrode (3, 4) als mit Elektrolyt (7, 9) gefüllte Schwammelektrode ausgebildet ist.

8. Akkumulator nach Anspruch 5 oder einem der auf Anspruch 5 rückbezo­ genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode (3) von einer kationdurchlässigen Membran (8) und die negative Elektrode (4) von einer aniondurchlässigen Membran (10) eng umhüllt sind.

9. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalischer Elektrolyt (9) Lithiumhydroxid (LiOH) und als saurer Elektrolyt (7) Fluorwasserstoff (HF) vorgesehen sind.

10. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die positive Elektrode Mangandioxid (MnO₂) vorgesehen ist.

11. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Material für die negative Elektrode (4) Zink (Zn) vorgesehen ist.