PL198198B1 - Sposób zabezpieczania napedów z ogniw paliwowych przed korozją i zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu - Google Patents

Sposób zabezpieczania napedów z ogniw paliwowych przed korozją i zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu

Info

Publication number
PL198198B1
PL198198B1 PL362913A PL36291301A PL198198B1 PL 198198 B1 PL198198 B1 PL 198198B1 PL 362913 A PL362913 A PL 362913A PL 36291301 A PL36291301 A PL 36291301A PL 198198 B1 PL198198 B1 PL 198198B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
formula
alkyl
orthosilicic acid
fuel cell
cooling
Prior art date
Application number
PL362913A
Other languages
English (en)
Other versions
PL362913A1 (pl
Inventor
Bernd Wenderoth
Ladislaus Meszaros
Stefan Dambach
Uwe Fidorra
Marco Bergemann
Original Assignee
Basf Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of PL362913A1 publication Critical patent/PL362913A1/pl
Publication of PL198198B1 publication Critical patent/PL198198B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029Heat exchange using liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/20Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/72Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

1. Sposób zabezpieczania nap edów z ogniw paliwowych przed korozj a z u zyciem uk ladów ch lodz acych, opartych na koncen- tratach srodków zapobiegaj acych zamarzaniu na bazie glikoli alkilenowych lub ich pochodnych, z których otrzymuje si e gotowe do u zycia wodne preparaty srodków ch lodz acych o przewodno sci nie wi ekszej ni z 50 µS/cm, znamienny tym, ze stosuje si e koncentrat srodka zapobiegaj acego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego o wzorze (I) w którym R 1 - R 4 s a takie same lub ró zne i oznaczaj a C 1 -C 20 -alkil, C 2 -C 20 -alkenyl, C 1 -C 20 -hydroksyalkil, ewentualnie podstawiony C 6 -C 12 -aryl i/lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH 2 -CH 2 -O) n -R 5 , w którym R 5 oznacza atom wodoru lub C 1 -C 5 - -alkil, a n oznacza liczb e 1-5. 6. Zastosowanie koncentratu srodka zapobiegaj acego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego o wzorze (I) w którym R 1 - R 4 s a takie same lub ró zne i oznaczaj a C 1 -C 20 -alkil, C 2 -C 20 -alkenyl, C 1 -C 20 -hydroksyalkil, ewentualnie podstawio- ny C 6 -C 12 -aryl i/lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH 2 -CH 2 -O) n -R 5 , w którym R 5 oznacza atom wodoru lub C 1 -C 5 -alkil, a n oznacza liczb e 1 - 5, do wytwarzania gotowych do u zycia wodnych preparatów srodków ch lodz acych o przewodno sci nie wi ekszej ni z 50 µS/cm, przeznaczonych do uk ladów ch lodzenia w nap edach z ogniw paliwowych. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są sposób zabezpieczania napędów z ogniw paliwowych przed korozją i zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu.
Ogniwa paliwowe przeznaczone do stosowania w pojazdach mechanicznych w ruchu muszą być zdolne do działania także w niskich temperaturach panujących na zewnątrz, aż do około -40°C; dlatego nieodzowna jest cyrkulacja czynnika chłodzącego zabezpieczona przed zamarznięciem tego czynnika.
W przypadku ogniw paliwowych zastosowanie ś rodków zapobiegają cych zamarzaniu zwykle stosowanych w silnikach spalinowych nie jest możliwe bez całkowitej izolacji kanałów chłodzących, ponieważ ze względu na zawarte w nich sole stanowiące inhibitory korozji, środki zapobiegające zamarzaniu mają za wysoką przewodność elektryczną, niekorzystnie wpływającą na działanie ogniw paliwowych.
W DE-A 19802490 (1) opisano ogniwa paliwowe z cyrkulacją czynnika chł odzą cego zawierają cego środek zapobiegający zamarzaniu, przy czym jako czynnik chłodzący stosuje się mieszaninę izomerów parafinowych o temperaturze krzepnięcia poniżej od -40°C. Jednakże niekorzystna jest palność takiego czynnika chłodzącego.
W EP-A 1009050 (2) ujawniono ukł ad ogniw paliwowych przeznaczony do samochodów, w którym jako czynnik chłodzący zastosowano powietrze. Jednakże niekorzystny jest znany fakt, że powietrze jest gorszym przewodnikiem ciepła niż ciekły czynnik chłodzący.
W WO 00/17951 (3) opisano ukł ad chł odzenia do ogniw paliwowych, w którym jako czynnik chłodzący zastosowano mieszaninę czystego glikolu monoetylenowego i wody w stosunku 1:1, bez żadnych dodatków. Ze względu na brak inhibitorów korozji, a zatem i brak wszelkiej ochrony przed korozją metali obecnych w układzie chłodzenia, w obiegu czynnika chłodzącego znajduje się wymiennik jonitowy, utrzymujący czystość czynnika chłodzącego i zapewniający utrzymywanie przez długi czas niskiej przewodności właściwej, wskutek czego zapobiega się zwarciom elektrycznym i korozji. Jako odpowiednie wymieniacze jonowe wymieniono żywice anionowe, np. silnie alkaliczne żywice typu hydroksylowego, oraz żywice kationowe np. na bazie grup sulfonowych, jak również inne jednostki filtrujące np. filtry z węglem aktywnym.
Budowę i sposób działania ogniwa paliwowego przeznaczonego do samochodów, w szczególności ogniwa paliwowego z membraną elektrolityczną o przewodnictwie elektronowym (ogniwo paliwowe PEM, „polymer electrolyte membrane fuel cell”), opisano przykładowo w (3), przy czym korzystnym metalem w obiegu chłodzącym (chłodnicy) jest aluminium.
Zastosowanie związków krzemu, przeważnie w postaci krzemianów, jako inhibitorów korozji w niezamarzają cych cieczach do chł odnic w zwykle stosowanych silnikach spalinowych napę dzanych benzyną lub olejem napędowym jest znane od dawna, np. z publikacji G. Reinhard, „Aktiver Korrosionsschutz in waβrigen Medien”, str. 87-98, expert-Verlag 1995 (ISBN 3-8169-1265-6).
W EP-A 105803 (4) ujawniono zastosowanie estrów kwasu ortokrzemowego oprócz jonowych inhibitorów korozji w niezamarzających cieczach do chłodnic, przeznaczonych do samochodów z tradycyjnymi silnikami spalinowymi na benzynę i olej napędowy.
Dotychczas nie jest znane zastosowanie estrów kwasu ortokrzemowego, jako inhibitorów korozji w czynnikach chłodzących do układów chłodzenia, przy stosowaniu napędu z ogniw paliwowych.
W przypadku układów chłodzących w napędach z ogniw paliwowych głównym problemem jest utrzymywanie niskiej przewodności elektrycznej, w celu zapewnienia bezpiecznego i niezakłóconego działania ogniwa paliwowego i trwałego zapobiegania zwarciom elektrycznym i korozji.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że czas trwania niskiej przewodności elektrycznej w układach chłodzenia na bazie mieszaniny glikolu alkilenowego i wody, w szczególności zawierających zgodnie z (3) zintegrowany wymieniacz jonowy, można wyraźnie zwiększyć przez dodanie niewielkich ilości estrów kwasu ortokrzemowego. W praktyce, zaletą tego jest możliwość dalszego wydłużenia przedziałów czasu pomiędzy wymianami czynnika chłodzącego, w przypadku napędów z ogniw paliwowych, czym zainteresowany jest zwłaszcza przemysł motoryzacyjny.
Wynalazek dotyczy sposobu zabezpieczania napędów z ogniw paliwowych przed korozją z użyciem układów chłodzących, opartych na koncentratach środków zapobiegających zamarzaniu na bazie glikoli alkilenowych lub ich pochodnych, z których otrzymuje się gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, charakteryzującego się tym, że stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego o wzorze (I)
PL 198 198 B1
w którym R1 - R4 są takie same lub różne i oznaczają C1-C20-alkil, C2-C20-alkenyl, C1-C20-hydroksyalkil, ewentualnie podstawiony C6-C12-aryl i/lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH2-CH2-O)n-R5, w którym R5 oznacza atom wodoru lub C1-C5-alkil, a n oznacza liczbę 1-5.
Korzystnie stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, z którego otrzymuje się gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o zawartości krzemu 2 - 2000, korzystnie 25 - 500 ppm wagowych, pochodzącego z estrów kwasu ortokrzemowego o wzorze I.
Korzystnie stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego (I), w których R1 - R4 są takie same i oznaczają C1-C4-alkil lub podstawnik w postaci 55 ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH2-CH2-O)n-R5, w którym R5 oznacza atom wodoru, metyl lub etyl, a n oznacza liczbę 1, 2 lub 3.
Korzystnie stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, w którym jako glikol alkilenowy stosuje się glikol monoetylenowy.
Korzystnie stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, z którego wytwarza się przez rozcieńczenie wodą wolną od jonów gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, zawierające (a) 10 - 90% wag. glikoli alkilenowych lub ich pochodnych, (b) 90 - 10% wag. wody, oraz (c) 2 - 2000, korzystnie 25 - 500 ppm wagowych krzemu, pochodzącego z estrów kwasu ortokrzemowego o wzorze I.
Wynalazek dotyczy również zastosowania koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego o wzorze (I)
w którym R1 - R4 są takie same lub różne i oznaczają C1-C20-alkil, C2-C20-alkenyl, C1-C20-hydroksyalkil, ewentualnie podstawiony C6-C12-aryl i/lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH2-CH2-O)n-R5, w którym R5 oznacza atom wodoru lub C1-C5-alkil, a n oznacza liczbę 1 - 5, do wytwarzania gotowych do użycia wodnych preparatów środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, przeznaczonych do układów chłodzenia w napędach z ogniw paliwowych.
Korzystnie stosuje się koncentraty środków zapobiegających zamarzaniu, z których wytwarza się gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o zawartości krzemu 2 - 2000, korzystnie 10 - 1000, w szczególności 25 - 500, a zwłaszcza 40 - 250 ppm wagowych, pochodzącego z estrów kwasu ortokrzemowego o wzorze I.
Typowymi przykładami estrów kwasu ortokrzemowego (I) stosowanych zgodnie z wynalazkiem są czyste tetraalkoksysilany, takie jak tetrametoksysilan, tetraetoksysilan, tetra-n-propoksysilan, tetraizopropoksysilan, tetra-n-butoksysilan, tetra-t-butoksysilan, tetra(2-etylobutoksy)silan i tetra(2-etyloheksyloksy)silan, jak również tetrafenoksysilan, tetra(2-metylofenoksy)silan, tetrawinyloksysilan, tetraalliloksysilan, tetra(2-hydroksyetoksy)silan, tetra(2-etoksyetoksy)silan, tetra(2-butoksyetoksy)silan, tetra(1-metoksy-2-propoksy)silan, tetra(2-metoksyetoksy)silan i tetra[2-[2-(2-metoksyetoksy)etoksy]etoksy]silan. Stosowane estry kwasu ortokrzemowego (I) mają korzystnie cztery takie same podstawniki R1 - R4.
Estry kwasu ortokrzemowego (I) są dostępne w handlu, albo można je wytworzyć przez prostą transestryfikację jednego równoważnika tetrametoksysilanu z użyciem czterech równoważników odpowiedniego długołańcuchowego alkoholu lub fenolu i przez oddestylowanie metanolu.
PL 198 198 B1
Z koncentratów środków zapobiegających zamarzaniu, przez rozcieńczanie wodą wolną od jonów, można wytworzyć gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, zasadniczo zawierające (a) 10 - 90% wag. glikoli alkilenowych lub ich pochodnych, (b) 90 - 10% wag. wody, oraz (c) 2 - 2000, korzystnie 25 - 500 ppm wagowych krzemu, pochodzącego z estrów kwasu ortokrzemowego o wzorze I. Całkowita ilość tych wszystkich składników wynosi 100% wag.
Początkowa przewodność elektryczna gotowych do użycia wodnych preparatów środków chłodzących wynosi nie więcej niż 50, w szczególności 25, korzystnie 10, a zwłaszcza 5 μS/cm. Przewodność utrzymywana jest na tym niskim poziomie, przy ciągłym działaniu napędu z ogniw paliwowych przez kilka tygodni lub miesięcy, zwłaszcza gdy w napędzie z ogniw paliwowych stosuje się układ chłodzenia zawierający zintegrowany wymieniacz jonowy.
Wartość pH gotowych do użycia wodnych preparatów środków chłodzących zmniejsza się w czasie działania napędu znacznie wolniej niż w przypadku cieczy chłodzących niezawierających estrów kwasu ortokrzemowego. Wartość pH świeżych preparatów środków chłodzących według wynalazku wynosi zwykle 4,5 - 7 i może zmniejszać się do 3,5 przy pracy ciągłej.
Stosowana do rozcieńczania woda wolna od jonów może być czystą wodą destylowaną lub wodą dwukrotnie destylowaną, albo wodą dejonizowaną z użyciem wymieniaczy jonowych.
W gotowych do użycia wodnych preparatach środków chłodzących korzystny stosunek wagowy, w jakim glikol alkilenowy lub jego pochodna są zmieszane z wodą, wynosi 25:75 do 80:20, w szczególności 35:65 do 75:25, korzystnie 50:50 do 70:30, a zwłaszcza 55:45 do 65:35. Jako glikol alkilenowy lub jego pochodną można stosować w szczególności glikol monoetylenowy, ale także glikol monopropylenowy, poliglikole, etery glikoli lub glicerynę, pojedynczo lub jako mieszaninę tych związków. Szczególnie korzystnie stosuje się glikol monoetylenowy, sam lub w mieszaninie zawierającej jako główny składnik glikol monoetylenowy, czyli zawierającej w mieszaninie więcej niż 50%, w szczególności więcej niż 80%, a zwłaszcza więcej niż 95% wag. glikolu monoetylenowego, przy czym innymi składnikami są inne glikole alkilenowe lub pochodne glikoli alkilenowych.
Dawkę odpowiednich estrów kwasu ortokrzemowego (I) w gotowych do użycia wodnych preparatach środków chłodzących oblicza się z powyższych danych, biorąc pod uwagę zawartość krzemu na bazie (I).
Koncentraty środków zapobiegających zamarzaniu, z których otrzymuje się gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących, można wytwarzać przez rozpuszczenie estrów kwasu ortokrzemowego (I) w glikolach alkilenowych lub w ich pochodnych, które mogą być stosowane w postaci bezwodnej lub w postaci o małej zawartości wody (do 10% wag., zwłaszcza do 5% wag.).
Opisane koncentraty środków zapobiegających zamarzaniu stosuje się do wytwarzania gotowych do użycia wodnych preparatów środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, przeznaczonych do układów chłodzenia w napędach z ogniw paliwowych, zwłaszcza przeznaczonych do pojazdów mechanicznych.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.
Preparaty środków chłodzących testowano pod względem ich przydatności do napędów z ogniw paliwowych, stosując testy opisane poniżej i porównując rezultaty z wynikami uzyskanymi dla znanych preparatów środków chłodzących zgodnych z (3).
Opis testu
Zważono pięć testowych próbek aluminium (Al lutowany próżniowo, oznaczenie: EN-AW 3005, jednostronnie platerowany przez nalutowywanie 10% wag. EN-AW 4045; wymiary: 58x26x0,35 mm, z otworem o średnicy 7 mm), połączono je nieprzewodząco za pomocą śrub z tworzywa sztucznego z nakrętkami i teflonowymi podkładkami, i umieszczono na dwóch teflonowych wspornikach w 1 litrowej szklanej zlewce ze szlifem i szklaną pokrywką. Następnie zlewkę napełniono 1000 ml badanej cieczy i zawieszono w niej mały woreczek z tkaniny, zawierający 2,5 g wymieniacza jonowego (mieszane złoże żywicy jonowymiennej AMBERJET UP 6040 RESIN z Rohm + Haas). Zlewkę szczelnie zamknięto w sposób chroniący przed dostępem powietrza i ogrzano do 88°C, mieszając intensywnie ciecz za pomocą mieszadła magnetycznego. Przewodność elektryczną zmierzono na początku testu oraz po 7 i 42 (względnie po 77) dniach (miernik przewodności LF 530 firmy WTW/Weilheim). Następnie zakończono test i próbki aluminium oceniono wzrokowo i po trawieniu wodną mieszaniną kwasu chromowego i kwasu fosforowego oceniono metodą wagową, zgodnie z ASTM D 1384-94.
PL 198 198 B1
Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli.
T a b e l a
Skład środka chłodzącego Przykład porównawczy (według WO 00/17951): 60% obj. glikolu monoetylenowego, 40% obj. wody Przykład 1: 60% obj. glikolu monoetylenowego, 40% obj. wody, 742 ppm wag. tetraetoksysilanu Przykład 2: 60% obj. glikolu monoetylenowego, 40% obj. wody, 3600 ppm wag. tetra[2-[2-(2-metoksyetoksy)etoksy]etoksy]silanu
Przewodność elektryczna ^S/cm]
Początek testu: 2,0 0,8 2,6
Po 7 dniach: 2,3 0,8 2,2
Po 42 dniach: 36,2 3,0 14,4
Po 77 dniach: 18,6
pH:
Początek testu: 6,9 6,6 4,7
Koniec testu: 2,9 4,0 3,6
Wygląd lekka korozja nalotowa korozja nalotowa korozja nalotowa
Próbki aluminium po teście: Zmiana masy [mg/cm2] Po trawieniu:
1 -0,05 -0,02 -0,02
2 -0,04 -0,01 -0,02
3 -0,04 -0,02 -0,04
4 -0,04 -0,02 -0,04
5 -0,03 -0,02 -0,04
Średnia z 5 próbek -0,04 -0,02 -0,03
Roztwór po zakończeniu testu żółtawy, przejrzysty bezbarwny, przejrzysty żółtawy, przejrzysty
W mieszaninie glikolu monoetylowego i wody stosunek objętościowy 60:40 odpowiada stosunkowi wagowemu 62,5:37,5.
W przykładach 1 i 2 według wynalazku estry kwasu ortokrzemowego dawkowano tak, aby zawartość krzemu w cieczy chłodzącej wynosiła w każdym przypadku 100 ppm.
Otrzymane wyniki wykazują, że bardzo mała przewodność elektryczna, mniejsza niż 5 μS/cm, utrzymywała się w przypadku przykładu 1 według wynalazku nawet po nieprzerwanym okresie 42 dni testu, podczas gdy w przypadku czynnika chłodzącego bez obecności dodatków, według WO 00/17951 (3), nastąpiło znaczne pogorszenie i zwiększenie przewodności do prawie 40 μS/cm. Natomiast w przypadku przykładu 2 według wynalazku, po 42 dniach wyniki były nieznacznie gorsze niż w przykładzie 1, jednak przewodność właściwa nawet po 72 dniach trwania testu była ciągle o około 50% niższa niż w przypadku porównawczego przykładu po 42 dniowym okresie trwania testu.
W żadnym przypadku nie zaobserwowano znaczącej korozji na próbkach aluminium.

Claims (6)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób zabezpieczania napędów z ogniw paliwowych przed korozją z użyciem układów chłodzących, opartych na koncentratach środków zapobiegających zamarzaniu na bazie glikoli alkilenowych lub ich pochodnych, z których otrzymuje się gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, znamienny tym, że stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego o wzorze (I) w którym R1 - R4 są takie same lub różne i oznaczają C1-C20-alkil, C2-C20-alkenyl, C1-C20-hydroksyalkil, ewentualnie podstawiony C6-C12-aryl i/lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH2-CH2-O)n-R5, w którym R5 oznacza atom wodoru lub C1-C5-alkil, a n oznacza liczbę 1-5.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, z którego otrzymuje się gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o zawartości krzemu 2 - 2000, korzystnie 25 - 500 ppm wagowych, pochodzącego z estrów kwasu ortokrzemowego o wzorze I.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego (I), w których R1 -R4 są takie same i oznaczają C1-C4-alkil lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH2-CH2-O)n-R5, 5 w którym R5 oznacza atom wodoru, metyl lub etyl, a n oznacza liczbę 1, 2 lub 3.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, w którym jako glikol alkilenowy stosuje się glikol monoetylenowy.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się koncentrat środka zapobiegającego zamarzaniu, z którego wytwarza się przez rozcieńczenie wodą wolną od jonów gotowe do użycia wodne preparaty środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, zawierające (a) 10 - 90% wag. glikoli alkilenowych lub ich pochodnych, (b) 90 - 10% wag. wody, oraz (c) 2 - 2000, korzystnie 25 - 500 ppm wagowych krzemu, pochodzącego z estrów kwasu ortokrzemowego o wzorze I.
  6. 6. Zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu, który zawiera estry kwasu ortokrzemowego o wzorze (I) w którym R1 - R4 są takie same lub różne i oznaczają C1-C20-alkil, C2-C20-alkenyl, C1-C20-hydroksyalkil, ewentualnie podstawiony C6-C12-aryl i/lub podstawnik w postaci ugrupowania eteru glikolu o wzorze -(CH2-CH2-O)n-R5, w którym R5 oznacza atom wodoru lub C1-C5-alkil, a n oznacza liczbę 1 - 5, do wytwarzania gotowych do użycia wodnych preparatów środków chłodzących o przewodności nie większej niż 50 μS/cm, przeznaczonych do układów chłodzenia w napędach z ogniw paliwowych.
PL362913A 2000-12-20 2001-12-14 Sposób zabezpieczania napedów z ogniw paliwowych przed korozją i zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu PL198198B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10063951A DE10063951A1 (de) 2000-12-20 2000-12-20 Kühlmittel für Kühlsysteme in Brennstoffzellenantrieben
PCT/EP2001/014786 WO2002055630A1 (de) 2000-12-20 2001-12-14 Kühlmittel für kühlsysteme in brennstoffzellenantrieben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL362913A1 PL362913A1 (pl) 2004-11-02
PL198198B1 true PL198198B1 (pl) 2008-06-30

Family

ID=7668259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL362913A PL198198B1 (pl) 2000-12-20 2001-12-14 Sposób zabezpieczania napedów z ogniw paliwowych przed korozją i zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu

Country Status (21)

Country Link
US (1) US7393464B2 (pl)
EP (1) EP1346004B1 (pl)
JP (1) JP3732181B2 (pl)
KR (1) KR100872100B1 (pl)
CN (1) CN1218010C (pl)
AR (1) AR031936A1 (pl)
AT (1) ATE337383T1 (pl)
AU (1) AU2002231708B2 (pl)
BR (1) BR0116368B1 (pl)
CA (1) CA2430443C (pl)
CZ (1) CZ305022B6 (pl)
DE (2) DE10063951A1 (pl)
ES (1) ES2271104T3 (pl)
HU (1) HU227774B1 (pl)
MX (1) MXPA03005016A (pl)
NO (1) NO20032794L (pl)
PL (1) PL198198B1 (pl)
PT (1) PT1346004E (pl)
SK (1) SK286496B6 (pl)
WO (1) WO2002055630A1 (pl)
ZA (1) ZA200305572B (pl)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10128530A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-19 Basf Ag Kühlmittel für Kühlsysteme in Brennstoffzellenantrieben enthaltend Azolderivate
DE10201276A1 (de) * 2002-01-15 2003-07-24 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zum Entionisieren von Kühlmedien für Brennstoffzellen
US7481948B2 (en) 2002-02-19 2009-01-27 Honeywell International Inc. Heat transfer compositions with high electrical resistance for fuel cell assemblies
US7138199B2 (en) 2002-10-30 2006-11-21 Mohapatra Satish C Fuel cell and fuel cell coolant compositions
EP1562245A4 (en) * 2002-11-05 2007-09-12 Shishiai Kk FUEL COOLANT
DE10258385A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Basf Ag Kühlmittel auf Basis von 1,3-Propandiol enthaltend Azolderivate für Brennstoffzellen-Kühlsysteme
AU2003248060A1 (en) 2003-07-11 2005-01-28 Shishiai-Kabushikigaisha Cooling fluid composition for fuel battery
CA2574784A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Coolant composition, cooling system and process for producing coolant composition
US20090266519A1 (en) * 2004-09-08 2009-10-29 Honeywell International Inc. Heat transfer system, fluid, and method
US8658326B2 (en) 2004-09-08 2014-02-25 Prestone Products Corporation Heat transfer system, fluid, and method
EP1809718B1 (en) * 2004-09-08 2013-05-15 Prestone Products Corporation Non-conductive colored heat transfer fluids
AU2005282491A1 (en) 2004-09-08 2006-03-16 Honeywell International Inc. Colorant treated ion exchange resins, method of making, heat transfer systems and assemblies containing the same, and method of use
RU2007112834A (ru) * 2004-09-08 2008-10-20 Хонейвелл Интернэшнл Инк. (Us) Ингибирующие коррозию теплоносители
CA2577427A1 (en) 2004-09-08 2006-03-16 Honeywell International Inc. Treated ion exchange resins, method of making, assemblies and heat transfer systems containing the same, and method of use
EP1855340B1 (en) 2005-03-02 2011-09-07 Shishiai-Kabushikigaisha Coolant composition for fuel cell
US7754097B2 (en) 2005-08-12 2010-07-13 Honeywell International Inc. Method for stabilizing an engine coolant concentrate and preventing hard water salt formation upon dilution
US8808931B2 (en) * 2008-01-09 2014-08-19 Dow Global Technologies Llc Ion exchange filter for fuel cell system
US8518170B2 (en) 2008-12-29 2013-08-27 Honeywell International Inc. Boron-comprising inks for forming boron-doped regions in semiconductor substrates using non-contact printing processes and methods for fabricating such boron-comprising inks
US8324089B2 (en) 2009-07-23 2012-12-04 Honeywell International Inc. Compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, methods for fabricating such compositions, and methods for forming doped regions using such compositions
KR101204330B1 (ko) 2010-06-22 2012-11-23 극동제연공업 주식회사 연료전지 냉각액 조성물
JP5713614B2 (ja) 2010-09-14 2015-05-07 スズキ株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池車
US8629294B2 (en) 2011-08-25 2014-01-14 Honeywell International Inc. Borate esters, boron-comprising dopants, and methods of fabricating boron-comprising dopants
US8975170B2 (en) 2011-10-24 2015-03-10 Honeywell International Inc. Dopant ink compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, and methods for fabricating dopant ink compositions
WO2014197749A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Sio2 Nanotech Antifogging molecular films and methods of producing same
JP6154365B2 (ja) 2014-11-14 2017-06-28 トヨタ自動車株式会社 貯蔵安定性を向上させた燃料電池車用冷却液の製造方法
RU2762894C2 (ru) 2016-11-23 2021-12-23 Басф Се Охлаждающее средство для систем охлаждения в электромобилях с топливными элементами и/или аккумуляторными батареями, содержащее производные азола и дополнительные антикоррозионные средства
CN113015776A (zh) * 2018-11-06 2021-06-22 巴斯夫欧洲公司 新的用于冷却锂储存电池的传热液体
JP6836210B2 (ja) 2018-12-26 2021-02-24 株式会社デンソー 車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法
JP2020105942A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 株式会社デンソー 車両用熱マネジメントシステム
CN109762642B (zh) * 2018-12-29 2021-12-07 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种低电导冷却液及其制备方法
JP7183833B2 (ja) * 2019-02-01 2022-12-06 株式会社デンソー 熱マネジメントシステム
JP2020125384A (ja) * 2019-02-01 2020-08-20 株式会社デンソー 熱輸送媒体および車両用熱マネジメントシステム
JP2020125383A (ja) * 2019-02-01 2020-08-20 株式会社デンソー 熱輸送媒体
US11879093B2 (en) 2019-07-29 2024-01-23 Stepan Company Corrosion-inhibiting surfactants
JP7529229B2 (ja) * 2020-04-14 2024-08-06 シーシーアイ株式会社 電動車用冷却液組成物
CN113652210B (zh) * 2021-06-28 2024-04-02 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种低电导率长效冷却液及其制备方法
EP4448675A1 (en) 2021-12-17 2024-10-23 CCI North America Corporation Heat transfer system with organic, non-ionic inhibitors compatible with flux exposure in fuel cell operations

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4460478A (en) * 1982-09-30 1984-07-17 Union Carbide Corporation Orthosilicate ester containing heat transfer fluids
US4676919A (en) 1984-07-23 1987-06-30 First Brands Corporation Low pH-buffered silicon/silicate antifreeze concentrates
US4684475A (en) * 1984-07-23 1987-08-04 First Brands Corporation Organophosphate and silicate containing antifreeze
US5000866A (en) * 1990-03-26 1991-03-19 First Brands Corporation Antifreeze compositions containing alkane tetracarboxylic acid for use with hard water
DE4204809A1 (de) 1992-02-18 1993-08-19 Basf Ag Hartwasserstabile, phosphathaltige kuehlstoffmischungen
ES2103888T3 (es) 1992-04-06 1997-10-01 Texaco Services Europ Ltd Formulaciones anticongelantes inhibidoras de la corrosion.
US5547600A (en) * 1995-05-05 1996-08-20 Carrier Corporation Absorption refrigeration system working fluid with molybdate, borate, silicate inhibitor blend
DE19625692A1 (de) 1996-06-27 1998-01-02 Basf Ag Silikat-, borat- und nitratfreie Gefrierschutzmittelkonzentrate und diese umfassende Kühlmittelzusammensetzungen
SE511264C2 (sv) * 1998-01-22 1999-09-06 Aspen Petroleum Ab Frostresistent värme/kylfluid innehållande en korrosionsinhibitor
DE19802490C2 (de) * 1998-01-23 2002-01-24 Xcellsis Gmbh Verwendung eines Paraffins als Kühlmittel für Brennstoffzellen
DE19830819A1 (de) 1998-07-09 2000-01-13 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate und diese enthaltende Kühlmittelzusammensetzungen für Kühlkreisläufe in Verbrennungsmotoren
AU5723099A (en) 1998-09-22 2000-04-10 Ballard Power Systems Inc. Antifreeze cooling subsystem
US6432320B1 (en) 1998-11-02 2002-08-13 Patrick Bonsignore Refrigerant and heat transfer fluid additive
DE19857398B4 (de) 1998-12-12 2010-07-08 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Brennstoffzellensystem, insbesondere für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge
CZ289514B6 (cs) * 1998-12-16 2002-02-13 Setuza A. S. Chladicí kapalina
JP4539896B2 (ja) * 1999-09-17 2010-09-08 独立行政法人産業技術総合研究所 プロトン伝導性膜、その製造方法及びそれを用いた燃料電池
JP4842420B2 (ja) 1999-09-28 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 冷却液、冷却液の封入方法および冷却システム
DE19955704A1 (de) 1999-11-18 2001-05-23 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate auf Basis von Dicarbonsäuren, Molybdat und Triazolen oder Thiazolen und diese umfassende Kühlmittelzusammensetzungen

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004524652A (ja) 2004-08-12
PT1346004E (pt) 2006-12-29
DE10063951A1 (de) 2002-06-27
AU2002231708B2 (en) 2006-10-05
BR0116368B1 (pt) 2013-09-10
SK7912003A3 (en) 2003-11-04
ES2271104T3 (es) 2007-04-16
CZ305022B6 (cs) 2015-04-01
JP3732181B2 (ja) 2006-01-05
NO20032794L (no) 2003-08-19
SK286496B6 (sk) 2008-11-06
PL362913A1 (pl) 2004-11-02
DE50110832D1 (de) 2006-10-05
BR0116368A (pt) 2003-10-28
AR031936A1 (es) 2003-10-08
KR100872100B1 (ko) 2008-12-05
US20040028971A1 (en) 2004-02-12
HU227774B1 (en) 2012-02-28
CA2430443C (en) 2009-10-20
NO20032794D0 (no) 2003-06-19
EP1346004A1 (de) 2003-09-24
HUP0302317A2 (hu) 2003-10-28
MXPA03005016A (es) 2003-09-25
CZ20031709A3 (cs) 2003-09-17
ZA200305572B (en) 2004-08-24
US7393464B2 (en) 2008-07-01
KR20030066718A (ko) 2003-08-09
HUP0302317A3 (en) 2005-11-28
WO2002055630A1 (de) 2002-07-18
CA2430443A1 (en) 2002-07-18
ATE337383T1 (de) 2006-09-15
CN1481429A (zh) 2004-03-10
EP1346004B1 (de) 2006-08-23
CN1218010C (zh) 2005-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL198198B1 (pl) Sposób zabezpieczania napedów z ogniw paliwowych przed korozją i zastosowanie koncentratu środka zapobiegającego zamarzaniu
US7419618B2 (en) Coolant comprising azole derivatives for cooling systems in fuel-cell drives
KR101021207B1 (ko) 1,3-프로판디올을 함유하는 아졸 유도체계 연료 전지 냉각 시스템용 냉각제
EP1873224A1 (en) Additive combinations, antifreeze concentrates, coolant compositions and method for using same to provide corrosion and oxidation inhibition at high temperatures
KR100738139B1 (ko) 부동액 조성물
JP2022109341A (ja) 冷却液組成物および濃縮冷却液組成物

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20131214