DE648941C - Verfahren zum Speichern und Verteilen elektrischer Energie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Speichern und Verteilen von elektrischer Energie, bei dem unter Zuführung von elektrischer Energie mittels unlöslicher und unveränderlicher Elektroden aus einer wässerigen oder schmelzenden Lösung ein speicherbarer Energieträger hergestellt und in besonderen Speichermitteln^ bereitgestellt wird, um nach Bedarf auf elektrochemischem Wege mittels unlöslicher Elektroden unter Abgabe von elektrischer Energie wieder zum Ausgangsprodukt zurückverwandelt zu werden, unter Verwendung von erhöhtem Druck und erhöhter Elektrolyttemperatur.

Es ist bekannt,»zu Verfahren der vorgenannten Art Gasketten heranzuziehen, die bei der Speicherung elektrischer Energie als Druckzersetzer verwendet werden. Außerdem ist es bekannt, in einem Grove-Element sehr hohe Drucke dadurch zu erzeugen, daß ihm in geschlossenem Zustand Strom zugeführt wird, wonach es als Gaskette wirkt. Praktische Anwendung haben diese Vorschläge bisher insoweit nicht gefunden, als erhöhte Elektrolyttemperaturen nicht verwendet wurden, und der Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung sehr gering bleibt.

Bei einem anderen bekannten derartigen Verfahren wird ein geschlossenes Element, dem Gasbehälter angeschlossen sind, bei Temperaturen des flüssigen Elektrolyten zwischen ioo° C und dessen kritischer Temperatur betrieben. Hierbei stellt sich der der gewählten Betriebstemperatur entsprechende Sättigungsdampfdruck der Elektrolytflüssigkeit ein, deren Dampf die Druckbehälter zunächst füllt und nach und nach durch die erzeugten Gase ersetzt wird; umgekehrt wird beim Anschließen der Gasdruckbehälter an das Gaselement ,-,zur Erzeugung von Strom der Gasdruck nach und nach durch den Dampfdruck der heißen Elektrolytflüssigkeit ■ ersetzt. In beiden Fällen ist zwar der aus Gasdruck und Dampfdruck zusammengesetzte Gesamtdruck stets gleich dem jeweiligen Sättigungsdruck der Elektrolytflüssigkeit,, jedoch der Anteil des Gasdruckes dabei von diesem Sättigungsdruck bis zu Null schwankend, was entsprechendes Schwanken der Leistung der Anlage mit sich bringt.

Die Erfindung bezweckt, diesem bekannten Verfahren gegenüber den Wirkungsgrad sowohl bei der Gaserzeugung als insbesondere auch bei der Stromerzeugung konstant und hoch zu halten und erreicht dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, daß der Gasdruck sowohl bei der Gaserzeugung als auch bei der Stromentnahme praktisch konstant und ständig höher als der Dampfdruck der Elektrolytflüssigkeit bei der Betriebstemperatur gehalten wird.

Das den Energieträger bildende Erzeugnis kann als fester, flüssiger oder gasförmiger Körper entstehen und gemäß der Erfindung in einer dieser Formen zum Ort des Strom-Verbrauchs transportiert werden. Fällt das

Erzeugnis in gasförmiger Form an, so kann es gemäß der Erfindung in dieser Form als Energieträger gespeichert und wieder nutz-, bar gemacht werden; statt dessen kann es zu Speicher- oder Transportzwecken aber auch verflüssigt oder in den festen Zustand über-: geführt oder wenigstens verdichtet werden, wobei in jedem Falle die Speicher- und Transportkosten geringer werden. ίο Bei Benutzung eines gasförmigen Erzeugnisses führt man das Verfahren gemäß der Erfindung zweckmäßig, z. B. mittels der bekannten elektrolytischen Zersetzung von leitenden Flüssigkeiten, wie z. B. der Wasserelektrolyse, der Alkalichloridelektrolyse usw., durch, wobei die entstehenden Gase den Energieträger bilden und z. B. gasförmig in Gasometern oder flüssig in Flaschen, Dewarschen Gefäßen usw. aufbewahrt, gegebenenfalls auch transportiert und bei Bedarf wieder in den bekannten Brennstoffelementen in elektrische Energie umgewandelt werden.

Bei dieser vorzugsweisen Durchführung des Verfahrens mit gasförmigem Energieträger gewinnt man die Vorteile der an sich bekannten Druckzersetzer, die darin bestehen, daß der hohe Druck fast kostenlos, ohne Kompressor, erzeugt und die Apparatur auf Grund der durch den hohen Druck ermöglichten Verkleinerung der Querschnitte aller Räume. Gefäße und Rohrleitungen verhältnismäßig billig wird und pro Elektrodeneinheit sehr hoch belastet werden kann.

Bei der an sich bekannten Durchführung der elektrochemischen Erzeugung der elektrischen Energie in Brennstoffelementen unter Druck erhält man außer dem Vorteil der hohen Belastungsmöglichkeit pro Elektrodeneinheit ebenfalls den Vorteil der geringen Anlagekosten auf Grund einer den hohen Drücken entsprechenden Verkleinerung der Querschnitte aller Räume, Gefäße und Rohrleitungen. Außerdem werden die Speicherkosten pro Volumeneinheit des Gases unter hohen Drücken geringer als die Speicherkosten für die gleiche Gasmenge unter atmosphärischem Druck in gewöhnlichen Gasometern, da diese noch wegen ungenügender Festigkeit der Blechwände mit einer Trägerkonstruktion versehen werden müssen, die auch den Einflüssen der Natur (z. B. Eindruck) den nötigen Widerstand leisten kann. Es ist offensichtlich, daß ein Hochdruckbehälter für z. B. 20 und mehr at Druck auf Grund der größeren Wandstärke . ohne weiteres diesen Einflüssen ge'wachsen ist, so daß eine zusätzliche Tragkonstruktion erspart wird.

Ein weiterer Vorteil der Durchführung der letztgenannten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung unter erhöhtem Druck besteht darin, daß dabei die Reaktionsgeschwindigkeit im Brennstoffelement wesent-.,-,lich erhöht wird. Vorzugsweise wird der Druck im Brennstoffelement zur Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit bei der Erzeu-Vgung elektrischer Energie gemäß der Erfindung, wie an sich bereits vorgeschlagen wurde, über den zur Betriebstemperatur gehörigen Dampfdruck der Elektrolytflüssigkeit erhöht, gleichviel, ob diese Temperatur über die Raumtemperatur erhöht ist oder nicht. Dabei wird zugleich zufolge des konstanten Gasdruckes gegenüber dem bekannten obengenannten Verfahren der Vorteil eines gleichbleibend hohen Wirkungsgrades auch bei der Gaskette erzielt, da dann ein Dampfdruckanteil im Gesamtdruck nicht auftritt.

Eine weitere Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Brennstoffelementes kann bei Anwendung von derartigem hohen Druck noch dadurch erzielt werden, daß dann, wie auch bereits vorgeschlagen worden ist, die Temperatur des Elektrolyten ohne Sieden weit über dem Siedepunkt des Elektrolyten bei atmosphärischem Druck gehalten werden kann.

Man kann die erzeugten, unter hohem Druck stehenden Gase in den an sich bekannten, unter hohem Druck betriebenen Fernleitungen transportieren, wenn die Stromerzeugung an einem anderen Ort geschehen soll. Dies wird dann zweckmäßig sein, wenn die an einem Kraftwerk abgenommene Überschußenergie nicht oder nur zum Teil wieder an das gleiche Kraftwerk abgegeben werden kann, sondern als Spitzenenergie anderen Kraftwerken zugeführt werden muß. Man vermeidet dadurch die hohen Anlagekosten der elektrischen Fernleitungen und die durch den Transport in ihnen verursachten hohen Energieverluste. Neben dem Xetz der elektrischen Überlandleitungen, die dann möglichst gleichmäßig belaste* werden könnten, ist in diesem Falle ein Netz von Gasfernleitungen vorzusehen, dem die jeweilig benötigte Spitzenenergie an dem Ort entnommen wird, an dem sie dann elektrochemisch in elektrische Energie übergeführt wird.

Besonders vorteilhaft aber kann das Spei eher verfahren durchgeführt werden, wenn die anfallende Überschußenergie zum größten Teil oder ganz an der Erzeugungsstelle selbst als Spitzenenergie benötigt wird. Man wird dann gemäß der Erfindung die elektrolytische Zerlegung der wässerigen Lösung in einem Apparat durchführen, der zugleich dazu imstande ist, die elektrochemische Umwandlung in elektrische Energie wieder durchzuführen. Das heißt, gemäß der Erfindung kann ein und dieselbe mit Speichermitteln ausgerüstete Apparatur wechselweise

zur Druckelektrolyse und als Brennstoffelement benutzt werden. ■ „

Eine vorteilhafte Ausführungsform bietet hierbei die elektrolytische Zersetzung des Wassers unter Druck in einem ängelaugten Elektrolyten. Um den sogenannten Druckzersetzer zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektrochemische Umwandlung der in ihm selbst erzeugten Gase Wasserstoff und ίο Sauerstoff geeignet zu machen, braucht man nur die Elektroden mit geeigneten aktiven Belägen und den Zersetzer selbst mit einem Organ, z. B. einer Pumpe, zu versehen, das gestattet, die Gase dem Elektrolyten beizumischen und im Zersetzer umzuwälzen. Der elektrolytische Druckzersetzer besitzt Anoden aus vernickeltem Eisen oder besser Nickel und Kathoden aus Eisen. Zur elektrischen Energiegewinnung kann man die Eisenkathoden direkt verwenden oder zur Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit mit einem Belag oder Überzug aus Platin, Palladium usw. versehen, während die Anode ebenfalls mit solchen Überzügen belegt oder «5 auch an die aktiven Stoffe, wie z. B. Kohle o. dgl., gepreßt oder mit ihnen verbunden wird. Die aktiven Massen können aber auch in den Poren, Löchern, Tüten o. dgl. der Elektroden untergebracht sein. Als Elektrolyt für beide Verfahren wird eine Alkalilauge, z. B. KOH, genommen.

Die Gase werden, z. B. mit Hilfe der Überschußenergie, im Druckzersetzer gewonnen, in Hochdruckbehältern gespeichert und dann in dem gleichen Apparat wieder in elektrische Energie umgewandelt. Bei der Erzeugung der Gase wird Wasser (in möglichst reiner Form) verbraucht und bei der Erzeugung der elektrischen Energie wird die gleiche Menge Wasser wieder gewonnen. Während bei-der Gaserzeugung dem Druckzersetzer fortwährend oder von Zeit zu Zeit in entsprechen-. den Mengen Wasser zugeführt werden muß, muß es bei der Erzeugung elektrischer Energie fortwährend oder von Zeit zu Zeit dem Zersetzer entzogen werden. Der Entzug des Wassers kann durch Eindampfen der verdünnten Lauge unter Druck oder durch Entnahme der dünnen Lauge und Eindampfen derselben unter atmosphärischem Druck durchgeführt werden. Beim letztgenannten Verfahren wird zweckmäßig die Pumpe, welche die eingedickte Lauge dem Druckzersetzer wieder zuführt, durch die Energie betrieben, die beim Entnehmen der dünnen Lauge unter Drückentlastung und Expansion des in ihr gelösten Gases gewonnen wird.

Eine derartige Vorrichtung arbeitet gemäß der Erfindung mit Drücken bis zu 200 at und darüber. Der Wirkungsgrad bei der Zersetzung des Wassers beträgt ungefähr zwischen 70 und 8o°/₀, je nach Belastung, und der Wirkungsgrad bei der Gewinnung der elektrischen Energie ebensoviel, also 70 bis 80 °/₀. Der gesamte Wirkungsgrad des Speicher- und Verteilungsverfahrens beträgt somit zwischen 49 bis 64%. Durch Beschränkung der Belastung läßt sich der Wirkungsgrad noch höher treiben. Je nach der Menge und dem Höchstbetrag der anfallenden Überschußenergie und der höchsten Leistungsabgabe bei der Spitzenenergielieferung wird sich nach dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Berücksichtigung der entsprechenden Anlagekosten ein Mindestpreis der * Spitzenenergie erzielen lassen, der mit dem bisher bekannten¹ Speicherverfahren nicht erreichbar ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Gesamtanordnung für ein sogenanntes Brennstoffelement bzw. einen Druckzersetzer mit angeschlossenen Speichervorrichtungen für hohen Druck von z. B. 8g 200 at, Fig. 2 in größerem Maßstab einen Teil der Elektrodenanordnung bei Bipolarschaltung, Fig. 3 in noch größerem Maßstab den oberen Teil der Fig. 2, Fig. 4 einen Teil der Elektrodenanordnung bei Parallelschaltung.

Fig. ι zeigt nur einen Gas- und Elektrolytumlauf; die gleiche Anordnung ist für den zweiten Gas- und Elektrolytumlauf unmittelbar dahinter zu denken. Im Zellenkörper des Brennstoffelementes laufen die beiden Gas- und Elektrolytumläufe getrennt in je zwei parallelen Kanälen in der Längsrichtung des Zellenkörpers, und zwar verlaufen unterhalb der Zellen zwei Zulaufkanäle und oberhalb der Zellen zwei Ablaufkanäle.

In einem Druckgefäß 1 liegt isoliert der Zellenkörper 2, der aus einzelnen Elektrolyt- und Elektrodenräumen besteht. Die Elektroden 3 sind in Fig. 1 bipolar geschaltet gezeigt und jeweils durch Diaphragmen 4 getrennt. Dadurch entstehen beiderseits der Diaphragmen die Elektrolyträume 5 und 6. Alle Elektrolyträume 5 werden von einem, alle Elektrolyträume 6 von einem andern Gas bzw. Gas-Elektrolyt-Gemisch durchströmt. Die Elektrolyträume münden unten abwechselnd in den einen oder den anderen der getrennten Zulaufkanäle und oben ebenso abwechselnd in je -einen der Ablaufkanäle. Von den vier Kanälen ist nur ein Zulaufkanal 14 und ein Ablaufkanal 15 gezeichnet; in diesen beiden Kanälen strömt der eine Gaselektrolyt, z. B. Wasserstoff mit Alkalilauge. In den beiden anderen nicht- gezeichneten Kanälen strömt der andere Gaselektrolyt, z. B. Sauerstoff mit Alkalilauge; für die

beiden Kanäle und den anschließenden Umlauf gilt das gleiche, was im folgenden für den Wasserstoff-Elektrolytumlauf gesagt wird. Der bei Betrieb der Vorrichtung als Brenn-Stoffelement benötigte Wasserstoff wird durch das Rohr 7 unter Druck in das Gefäß 8 geführt, wo er sich mit dem unverbrauchten, aus dem Elektrolytumlauf entweichenden Gas mischt und durch das Rohr 9 von einer Umwälzpumpe 10 angesaugt und durch das Rohr 11 mit Düsen in einem Gefäß 12 in den Elektrolyten gepreßt bzw. gespritzt wird. Der Elektrolyt besteht in diesem Fall aus Alkalilauge, z.B. KOH, und strömt durch das «5 Rohr 13 dem Gefäß 12 zu.

Die in dem Gefäß 12 mit Gas gesättigte und auch mit Gas vermischte kalte Lauge strömt in den Kanal 14 und von hier jeweils in die entsprechenden Zellenräume 5, wobei ein Teil des Wasserstoffes an die Elektroden abgegeben wird. Bei der Umsetzung in Wasser und elektrische Energie wird der Elektrolyt, da er vom elektrischen Strom durchflossen wird, erwärmt und sammelt sich wieder im Längskanal 15. Vom Längskanal 15 aus wird der Elektrolyt durch die Auftriebskraft der noch in ihm vorhandenen Gasbläschen durch das Rohr 16 in das Gefäß 8 geführt, wo sich das unverbrauchte Gas mit dem neu hinzutretenden vermischt. Der Elektrolyt fließt durch das Rohr 17 und anschließend daran durch das Rohr 13 in das Gefäß 12 zurück, wo er wieder mit Gas vermischt wird. Das Rohr 17 ist mit einem Kühlmantel 18 umgeben, der von einem Kühlmittel, z. B. Wasser, durchspült wird, um den Elektrolyten wieder herabzukühlen.

Der Zellenkörper, dem die erzeugte elektrische Energie durch die Stromabführungen 25 und 26 abgenommen wird, liegt elektrisch isoliert im Druckgefäß 1, dessen Wandung einen Raum ig zwischen sich und dem Zellenkörper frei läßt. Dieser Raum wird von einem gasförmigen oder auch flüssigen, elektrisch isolierenden Stoff durchströmt oder ausgefüllt, der den Zellenkörper umspült.

Im vorliegenden Fall wird ein flüssiges Isoliermittel verwendet, das im Gefäß 21 enthalten ist und durch das Rohr 20 dem Druckgefäß ι zugeführt wird. Das Gefäß 20 ist durch die Rohrleitung 22 mit einer Gasleitung, und* zwar hier mit der Wasserstoffgasleitung 9, verbunden, so daß das Isoliermittel annähernd den gleichen Druck auf den Zellenkörper ausübt wie der Elektrolyt.

Wenn man den Zellenkörper mit einem gasförmigen Isoliermittel umgibt, führt man am besten das Wasserstoffgas aus dem Topf 8 durch die Rohrleitung 23 dem Druckgefäß 1 zu und nimmt es durch die Rohrleitung 24 ab, die zur Pumpe führt. Bei dieser Anordnung kommt die Rohrleitung 9 natürlich in Fortfall.

In beiden Fällen hat die Füllung mit dem Isoliermittel oder das Durchleiter· eines isolierenden Mittels den Zweck, infolge von Undichtigkeiten aus den Zellen sickernde Elektrolytflüssigkeit mit dem Strom des Isoliermittels wegzuleiten, um eine dauernde gute Isolierung zu gewährleisten.

Zur Regelung des Elektrolytumlaufes ist das Rücklauf rohr 13 noch mit einem Drosselventil 27 versehen. Der Gasumlauf kann außer mit der Pumpe 10 noch mit Hilfe eines Drosselventils 28 geregelt werden. Da die Reaktionsgeschwindigkeit und der Wirkungsgrad der Anlage mit der Betriebstemperatur steigt,, ist, um eine möglichst hohe Betriebstemperatur auch bei kleinen Belastungen aufrecht erhalten zu können, das Steigrohr 16 mit einer Heizung 29 versehen. Bei normaler Stromabgabe wird indessen der Elektrolyt infolge des Stromdurchganges so erwärmt, daß er mittels der Kühlung i8gekühlt werden muß.

Zur Entfernung des beim Prozeß entstehenden Wassers, das allmählich die Lauge verdünnt, wird fortwährend ein Teil der Lauge im Rücklauf rohr 17 durch das Rohr 31 bzw. 31' entnommen, das vor bzw. hinter der Kühlvorrichtung 18 angeschlossen werden kann. Das Rohr 31 bzw. 31' führt zu einem Zylinder, in dem unter dem Druck der verdünnten Lauge und Entspannung des in ihr gelösten Gases ein Kolben 30 hin und her geht, der die bei einem Hub in den Zylinder eintretende verdünnte Lauge beim entgegengesetzten Hub durch das Rohr 32 in einen Verdampfungskessel 33 drückt. Dieser Kolben 30 arbeitet mit einem Kolben 30' zusammen, der die bei einem Hub die durch das Rohr 35 eintretende wieder eingedickte Lauge beim entgegengesetzten Hub durch das Rohr 36 in das Rohr 13 drückt. Der Verdampfungskessel wird durch irgendwelche Mittel, z. B. durch einen Brenner 34, geheizt und dabei das überflüssige Wasser verdampft. Die am Apparat befindlichen verschiedenen Einlaß- und Auslaßhähne oder Ventile sind nicht bezeichnet. Der aus dem Verdampfungskessel 33 austretende Wasserdampf wird kondensiert und gegebenenfalls, wenn die Verdampfungsanlage unter Druck arbeitet, unter Expansion zur Arbeitsleistung benutzt.

Bei Betrieb des Elementes als Stromerzeuger laden sich die Wasserstoffelektroden negativ, die Sauerstoffelektroden positiv auf, und liefern an den Klemmen 25 und 26 dauernd die gewünschte Spannung. Wird nun die Vorrichtung nicht als Brennstoffelement sondern als Druokzersetzer betrieben, dann werden die Stromzuführungen an den

Generator geschaltet, d. h. der Generatorstrom wird bei der Klemme 25 zugeführt und bei den Klemmen 26 abgenommen, wenn zuvor beim Betrieb als Brennstoffelement Klemme 25 der positive, und Klemme 26 der negative Pol der Stromquelle war. Die Gasumwälzpumpe wird nun, beim Betrieb als Zersetzer, stillgesetzt. Der in den Zellen erzeugte Wasserstoff sammelt sich in dem Kanal 15 und steigt, mit Elektrolyt vermischt, durch, das Steigrohr 16 in das Gefäß 8. Der Elektrolyt fließt unter Abkühlung durch das Rohr 17 in das Rohr 13 und von hier in den Kanal 14 und in die einzelnen Zellen zurück. Das erzeugte Gas strömt durch die Rohrleitung/ in die Druckspeicher 60, die einzeln mittels Ventilen 61 an die Rohrleitung 7 angeschlossen sind. Die zuerst mit Wasser gefüllten Druckgefäße 60 nehmen das Gas auf, während eine entsprechende Menge Wasser unten durch die Ventile 62 in die Rohrleitung 63 und von dort über ein selbsttätig gesteuertes Reglerventil 64 in ein Sammelbecken 65 entweicht. Das zum Zersetzen nötige Wasser wirlä aus dem Wasserbehälter 66 mittels einer Pumpe

67 entnommen und in die Rohrleitung 13 gepreßt, von wo aus es in die Zellen gelangt. Der Behälter 66 enthält so viel Wasser, wie für den ZersetzungsVorgang nötig ist. Wasser wird dem Behälter 66 jeweils wieder beim Arbeiten des Brennstoffelementes dadurch zugeführt, daß der in dem Verdampfer 33 entstandene Wasserdampf in der Rohrleitung

68 durch Zuführen eines Kühlmittels in dem Kühler 69 kondensiert wird und als Kondensat in den Behälter 66 gelangt, während das Gas über die Vorlage 70 ins Freie gelangt. Die Vorlage verhindert, daß das Wasser Kohlensäure aus der Luft absorbiert.

4<j Beim Betreiben der Vorrichtung als Brennstoffelement wird das in den Sammelbehältern 60 befindliche Gas durch die Rohrleitung 7 in das Gefäß 8 gedrückt, und zwar dadurch, daß mit Hilfe einer Pumpe 71 das in

♦5 dem Sammelbehälter 65 befindliche Wasser über ein selbsttätig gesteuertes Ventil 72 in die Druckbehälter 60 gepreßt wird.

Die an der Anlage befindlichen Meßinstrumente, Manometer, Differenzdruckm.esser usw. sind nicht eingezeichnet, um den Überblick über die Zeichnung nicht zu stören.

Die Fig. 2 zeigt die Anordnung der Elektroden bei der in der Gesamtanordnung (Fig. 1) verwendeten Bipolarschaltung, bei

55, der auf der einen Seite von Trennungswänden 51 Sauerstoff, auf der anderen Seite Wasserstoff verbraucht bzw. erzeugt wird. Die Trennungswände 51 sind, wie es in Fig. 3 in großem Maßstabe dargestellt ist, auf beiden Seiten noch mit besonders durchlochten Elektroden leitend verbunden. Auf der einen Seite drücken sie die mit ihnen durch Stäbchen 54 verbundenen Sauerstoffelektroden 47 an kleine Kohleplatten 48 und diese wiederum auf Asbestdiaphragmen 49 und auf der anderen Seite werden mittels der Stäbchen 55 die Wasserstoffelektroden 50 auf die andere Seite der Diaphragmen 49 gepreßt. Der Wasserstoff und der Elektrolyt durchströmen die Elektrolyträume 52 und gelangen durch Offnungen 56 in den Sammelkanal 57. Zugeführt wird der Wasserstoff und der Elektrolyt bzw. beim Betrieb als Druckzersetzer der Elektrolyt allein durch den Sammelkanal 59 mit den Öffnungen 58 (s. Fig. 2). Der Sauerstoff durchströmt mit dem "Elektrolyten entsprechende, nicht gezeichnete Kanäle und Öffnungen sowie die Elektrolyträume 53.

Die Fig. 4 zeigt in etwas größerem Maßstab die Anordnung der Elektroden und Diaphragmen im Zellenkörper, wenn die Elektroden parallel geschaltet werden und aus durchlochten Blechen bestehen.

Die Sauerstoffelektroden 37, die aus Nickel oder vernickeltem Eisen bestehen, sind durchlocht und liegen an einer porösen Kohlescheibe 38 an, welche zur Aktivierung des· Sauerstoffs dient. Die Kohlescheiben 38 werden ihrerseits durch die Sauerstoffelektroden fest an das Diaphragma 39 gepreßt, das am besten aus Asbestpappe besteht und ziemlich dünn sein kann. Von der anderen Seite drücken die Wasserstoffelektroden 40, die aus Eisen bestehen, auf die Asbestpappediaphragmen. Durch Aneinanderreihen solcher Einheiten erhält man Elektrolyträume 41 und 42, die auf zwei Seiten von Elektroden begrenzt werden. Die Wasserstoffelektrolyträume 41 sind jeweils oben und unten mit Sammelkanälen 45 und 46 durch öffnungen 43 und 44 verbunden. Auch die Sauerstoffelektrolyträume 42 sind mit solchen Sammelkanälen durch Öffnungen verbunden, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Sauerstoff- und Wasserstoffelektroden können nun auf den den Elektrolyträumen zugekehrten Oberflächen mit dünnen Überzügen aus den, wie bekannt, besonders geeigneten Elementen der 5., 6. und 7. Periode des periodischen Systems, also z. B. Tantal, Palladium no usw., versehen werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Speichern und Verteilen von elektrischer Energie, bei dem unter Zuführung von elektrischer Energie mittels unlöslicher und unveränderlicher Elektroden aus einer- wässerigen oder schmelzenden Lösung ein speicherbarer Energieträger hergestellt und in besonderen Speichermitteln bereitgestellt wird, um nach Bedarf auf elektrochemischem

   Wege mittels unlöslicher Elektroden unter Abgabe von elektrischer Energie wieder zum Ausgangsprodukt zurückverwandelt . zu werden, unter Verwendung von erhöhtem Druck und erhöhter Elektrolyttemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck sowohl bei der Gaserzeugung als auch bei Stromentnahme praktisch konstant und ständig höher als der Dampfdruck der Elektrolytflüssigkeit bei der Betriebstemperatur gehalten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das gespeicherte Gas vom Erzeugungsort nach dem Ort des Stromverbrauchs geleitet wird, z. B. durch Fernleitungen mittels des Speicherdruckes.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiger Energieträger zu Speicher- oder Transportzwekken verflüssigt oder in den festen Zustand übergeführt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbe mit Speichermitteln ausgerüstete Apparatur wechselweise zur Druckelektrolyse und as als Brennstoffelement benutzt wird.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen von einem Mantel (1) umgeben sind, der zwischen sich und dem Zellenkörper einen von einem isolierenden Mittel durchspülten oder gefüllten Raum (19) frei läßt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen der Speicherflaschen mit dem Druckgas durch geregeltes Ablassen der in den Speicherflaschen enthaltenen Flüssigkeit, z. B. Wasser, erfolgt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängen des in den Speicherflaschen enthaltenen Druck- · gases entsprechend dem jeweiligen Verbrauch durch geregeltes Einpumpen, von Flüssigkeit, z. B. Wasser, in die Speicherflaschen erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen