JP2651747B2 - 電気化学的アクター - Google Patents

電気化学的アクター

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JP2651747B2 JP7509514A JP50951495A JP2651747B2 JP 2651747 B2 JP2651747 B2 JP 2651747B2 JP 7509514 A JP7509514 A JP 7509514A JP 50951495 A JP50951495 A JP 50951495A JP 2651747 B2 JP2651747 B2 JP 2651747B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１の上位概念に相当する電気化学的
アクターに関するものである。
DE4116739C1によって衆知の電気化学的アクターにお
いては、ケースの中に電気化学的小室が積層状に配置さ
れており、これらの小室は、直流電圧をかけると、選択
された電流方向に応じてガスを発生または消滅するの
で、小室に連結したふいご装置がガス圧によって伸び、
あるいは縮む。積層状の各小室は固体電極、セパレータ
および対称電極から成っている。炭素製対称電極は、黒
鉛紙製の背面層まで電解液が浸透するのを防ぐために、
多層構造であり、嫌水性の炭素層を有している。積層型
小室は個々の電極およびセパレータで組立てられ、絶縁
ケースの中に配置されている。対称電極の多層構造も積
層構造の方式も、費用がかかり高価である。その上、こ
れらの構造は、発生した熱が小室から十分に排出されな
いために、堅牢性や機能性が侵害されるという欠点を有
している。
本発明は、請求項１の上意概念に相当する電気化学的
アクターが、簡単に安価に製造でき、その堅牢性や機能
性が改善されるように構成するという問題を基礎にして
いる。
この課題は、請求項１の特色ある特長によって解決さ
れる。
積層可能なスペーサーの配列は、第１に、小室が迅速
かつ簡単に組立てられ、積層できるという利点を有して
いる。この場合、スペーサーによって囲まれた小室用皿
の中に、先ず電解液のための母体をはめ込み、その上
に、その他の小室構成部品、すなわち固体電極、セパレ
ータおよび対称電極を配置する。組立てられた小室を積
層状に積み重ねるが、この場合、対称電極はスペーサー
から幾分突き出てもよく、隣りの小室スペーサーの中に
食い込み、小室用皿に対して密接の接触している。
この構造方法によって、積層した小片が片側にずれる
のが防がれる。
縁のある小室用皿と共に、電気絶縁材料から成るスペ
ーサーによって、小室の間の表面漏れ電流が十分阻止さ
れ、またスペーサーの良好な熱伝導性によって、小室か
ら発生する熱は十分に排出される。これらの性質を持っ
た各種の材料あるいは混合材料がある。例えば、スペー
サーはプラスチック塊からダイカストによって製造する
ことができるが、プラスチックは、熱伝導性、電気絶縁
性の良好な、粉末状添加物質を含んでいる。添加物質と
しては、例えば酸化アルミニウム、酸化チタンまたは石
英が適している。しかしセラミック酸化物材料製のスペ
ーサーも考慮できる。
スペーサーは、小室のガスを発生ないし消滅する対称
電極を、アクターの閉じたガス室と連結する切欠きを備
えるのが目的にかなっており、この場合、この切欠きは
積層型小室周囲部に、ガス室に通じるチャンネルを形成
する。この結果、ふいご装置に取り囲まれたガス室の中
の圧力は良好に発生ないし消滅できる。
積層型小室を収納したケースに、小室のスペーサーを
密に接触させることによって、小室からの熱伝導を改善
することができる。
電解液を含浸させた母体を配置すると、長時間使用の
場合でも、十分に多量の電解液を使用できるという利点
がある。ガスを発生ないし消滅する可逆的な電気化学反
応過程に対しては、各種の組合せ電極を選択することが
できる。特に適しているのは、銀または水酸化ニッケル
製の固体電極と、これに付随する炭素材料製のガスを発
生ないし消滅する対称電極である。積層が特に簡単に製
作でき、隣接した小室構造に特に適した対称電極は、結
合剤を含み、隣接した小室との接触面を形成する伸展金
属に被せた炭素材料から成っている。
構造例を図面で示す、すなわち、 図１は、電気化学的アクターの縦断面図。
図２は、図１のアクターに含まれる小室の中の２つの
横断面図。
図３は、図２の対象物の平面図。
図４は、小室の付随する対象電極の横断面を拡大して
示したもの。
図１に示した電気化学的アクターは、底部２に開口部
３を有するケース１、調節板４および調節板４の周辺と
金属製カバー６に固定された金属製ひだ型ふいご５から
成っている。
カバー６によって閉ざされたケース１には、電気化学
的小室７から成る積層型小室が配置されている。カバー
６に配置された極ボルト８は、電気導体10を経て、上部
小室７の小室用皿13と連結され、他の極ボルト９は、プ
ラスチック製ケース１の中に鋳込むこともできる電気導
体11を経て、下部小室７の対称電極18に連結される。
各小室７は図２および３に示すように、リング状のス
ペーサー12、小室用皿13、電解液を含浸させた母体15、
固体電極16、セパレータ17および対称電極18から成って
いる。スペーサー12は、電気絶縁性の、熱伝導性の良い
材料、例えばセラミック酸化物またはプラスチック材料
から成っており、これらの材料は熱伝導性が良く、電気
的には非伝導性であり、例えば酸化アルミニウム、酸化
チタン、石英のような粉末状添加剤を含んでいる。成形
はダイガストによって行われる。金属製の小室用皿13
は、スペーサー12の平らな周辺14と一体的になり、この
周辺と固く結び付いている。電解液を受け入れる母体15
は、気孔性のセラミック酸化物などのような流状材から
成ってもよい。固体電極16は主として焼結電極の形態
で、例えば銀、水酸化ニッケルのような酸化可能な材料
から成っている。ガスを発生ないし消滅する対称電極と
しては、炭素電極が特に適している。炭素電極は、20〜
40重量％の量の例えばポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結合剤を含み、ニッケル、特殊鋼のような伸展金属
21を被った炭素材料から成っている（図４参照）。小室
７の組立は、スペーサー12に固定された小室用皿13の中
に先ず母体15をはめ込み、その上に固体電極16、セパレ
ータ17および対称電極18をのせる方法で行われる。これ
らの部品を収納するための、スペーサー12のリング状の
切込み22は非常に深いので、対称電極18はスペーサー12
に比べ幾らか突き出て、隣の小室のスペーサー12の切込
み23の中にはまり込んでいる。従って、小室を積層する
ことによって、これらの小室はかみ合うので、片側にず
れるのが防がれる。しかし、スペーサーがその停止面に
かみ合うくぼみと突出部が存在することによって、片側
にずれるのが防がれる可能性もある。従ってこの場合、
対称電極は突き出るようにはならなかった。対称電極18
は、伸展金属21によって形成されたその接触面によっ
て、隣接する小室７の小室用皿13に対し積層状に積み重
ねられているので、積層型小室７は直列に接続されてい
る。
ガス発生対称電極18の周辺では、スペーサー12に半径
方向および軸方向の切欠き19ないし20が設けられ、これ
らは、対称電極18の間を、底部２の開口部３および／ま
たはひだ状ふいご５および調節板５によって制限された
ガス室まで、連結チャンネルを構成している。
極ボルト８、９に直流電圧をかけ、プラス極を極ボル
ト８に接続すると、固体電極16の金属は酸化され、対称
電極18には、閉じたガス室の中にガス圧を生じさせる水
素が発生し、このガス圧によって調節板４はケース１か
ら押し戻される。可逆的な電流方向では、固体電極16の
酸化金属は再び還元され、対称電極では水素が酸化され
るが、この結果、ガス圧は低減すると共に、調節板は後
退運動をするようになる。調節板の前進および後退運動
は、調節あるいは制御過程に、例えば高温放熱器の弁制
御に用いることができる。
ケース１および／またはカバー６に、熱伝導体を装備
し、あるいはケース１とカバー６自体を熱伝導で電気絶
縁性材料製とすることによっても、小室７から発生する
熱を必要に応じて放出することができる。図１には、例
としてカバー６の下に熱伝導体が配置されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エコルト，ウベ ドイツ，ディー―47199 デュイスブル グ，クロイツストラーセ 18 (72)発明者 ゲールマン，ラルフ ドイツ，ディー―47269 デュイスブル グ，アイベンベック 29 (72)発明者 キッケル，ヘリバート ドイツ，ディー―47638 ストラエヘン, ペットビーク 31ビー (56)参考文献 特開 平２−153266（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】閉じたガス室および比較的多くの小室を有
    する電気化学的アクターであり、これらの小室の各々に
    は、電気化学的、可逆的に酸化可能な材料から成る固体
    電極および対称電極が含まれており、この結果、直流に
    より誘起される可逆的な電気化学的反応経過によって、
    ガス室中に、運動に変換可能な圧力の発生または消滅が
    行われるものであり、各小室（７）には、電気絶縁性で
    熱伝導性の良好な材料から成る積層可能なフレーム状ス
    ペーサー（12）が備わり、各小室は金属製皿状小室の周
    辺を備えており、この皿状小室には、電解液を含浸させ
    た母体（15）ならびに固体電極（16）、セパレータ（1
    7）および対称電極（18）が含まれ、この場合、隣接す
    る小室（７）の小室用皿（13）に対し、各室（７）の対
    称電極（18）を積層状に積み重ねることを特長とする。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の電気化学的アクターで、
    対称電極（18）がスペーサー（12）に比べて幾らか突き
    出ており、隣接する小室（７）のスペーサー（12）にく
    い込んでいることを特長とする。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の電気化学的アク
    ターで、スペーサー（12）は、熱伝導性の良好な、電気
    絶縁性の粉末状添加剤を含むプラスチック材料から成る
    ことを特長とする。
  4. 【請求項４】請求項３に記載の電気化学的アクターで、
    添加剤は、酸化アルミニウム、酸化チタンまたは石英か
    ら成ることを特長とする。
  5. 【請求項５】請求項１〜４に記載の電気化学的アクター
    で、スペーサー（12）は、小室（７）の対称電極がガス
    室に連結した切欠き部分（19、20）を備えていることを
    特長とする。
  6. 【請求項６】請求項１〜５に記載の電気化学的アクター
    で、アクターのケース（１）の中に配置された小室
    （７）のスペーサー（12）が、ケース（１）に対して密
    に接触することを特長とする。
  7. 【請求項７】請求項１〜６に記載の電気化学的アクター
    で、母体（15）は合成プラスチックから成ることを特長
    とする、
  8. 【請求項８】請求項１〜７に記載の電気化学的アクター
    で、固体電極（16）は、銀または水酸化ニッケルから成
    ることを特長とする。
  9. 【請求項９】請求項１〜８に記載の電気化学的アクター
    で、対称電極（18）は、結合剤を含んで、伸展金属（2
    1）を被った炭素材料から成り、この伸展金属は隣接す
    る小室（７）に対する接触面を形成していることを特長
    とする。
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