RU1840848C - Водородный электрод из тонкой палладиевой пленки - Google Patents
Водородный электрод из тонкой палладиевой пленкиInfo
- Publication number
- RU1840848C RU1840848C SU963238/07A SU963238A RU1840848C RU 1840848 C RU1840848 C RU 1840848C SU 963238/07 A SU963238/07 A SU 963238/07A SU 963238 A SU963238 A SU 963238A RU 1840848 C RU1840848 C RU 1840848C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- palladium
- hydrogen
- electrodes
- hydrogen electrode
- film
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в топливных элементах. Техническим результатом является снижение расхода дефицитного палладия и улучшение электрической характеристики. При изготовлении водородного электрода для кислородно-водородного топливного элемента путем нанесения активной массы на пористую металлическую, например никелевую, основу в виде тонкой палладиевой пленки, толщину указанной пленки выбирают в пределах 15-25 микрон. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к проблеме непосредственного преобразования химической энергии топлива в электрическую с помощью топливных элементов и касается конструкции электродов последних.
В литературе имеется ряд сообщений об использовании палладия в качестве материала водородного электрода топливного элемента [1-9]. Палладий используется в виде сплошной беспористой мембраны. Водород при этом диффундирует через металл и участвует в электрохимической реакции со стороны электролита.
Использование палладиевых мембран в качестве водородного электрода имеет ряд преимуществ перед пористыми никелевыми электродами. Так, например, применение электродов из палладия позволяет снимать с единицы поверхности электрода значительно большие плотности тока, чем на никелевых электродах. Способность палладия пропускать через себя только водород позволяет повысить коэффициент использования водорода практически до 100% и применять вместо электролитического водорода - конвертированный. Кроме того, палладий обладает высокой коррозионной устойчивостью.
При использовании палладия в качестве материала электрода скорость протеканий электрохимической реакции на границе электрод-электролит зависит от скорости диффузии водорода через металл. Известно, что скорость диффузии водорода через металл обратно пропорциональна толщине стенки этого материала [10-11]. Очевидно, что для увеличения скорости электрохимической реакции, а значит и снимаемых с единицы площади плотностей тока, необходимо до минимума снизить толщину стенки палладия. При этом, однако, возникают больше годности, связанные с механической прочностью таких электродов. Опыт показывает, что при уменьшении толщины стенки электрода ниже 0,15 мм наступает резкое снижение его прочности. Это обстоятельство ограничивает получение еще более высоких плотностей тока за счет значительного уменьшения толщины электрода.
В предлагаемой нами конструкции тонкие пленки палладия (15-20 м) наносятся на пористую никелевую основу, которая является жестким несущим каркасом, и одновременно служит газоподводом и токоотводом. Указанные пленки можно наносить на пористые никелевые электроды (основы) любой конструкции.
Так, электроды (основы) могут быть изготовлены обычными способами прессования в пресс-формах или прокаткой порошка через валки - для плоских электродов, либо методом мундштучного прессования - для электродов трубчатой конструкции. Приготовленные одним из указанных выше способов электроды (основы) спекаются в атмосфере водорода при температуре 800-900°C, после чего имеют достаточную пористость и высокую механическую прочность.
Тонкие пленки палладия наносятся на пористые основы с помощью известных способов химического или электрохимического палладирования [12-15]. Первым из этих способов позволяет получить на пористых основах совершенно беспористые покрытия толщиной 15-25 м. При использовании электрохимического палладирования толщина беспористых покрытий получается не менее 30-40 м. Авторами испытывались электроды, толщина пленки на которых достигала 20-30 м. Электроды работали в ячейках с расплавленным карбонатным электролитом при температуре 700°C и при избыточном давлении рабочего газа внутри электрода 1,0 ати. При этом были получены плотности тока выше 1 А/см2.
На рис.1 - кривая 3 приведены результаты испытаний одного из электродов при поляризации его от внешнего источника тока.
Предлагаемая конструкция водородного электрода имеет следующие преимущества перед известными конструкциями:
1. Уменьшение толщины палладиевой пленки до 15-25 приводит к получению устойчивой плотности тока выше 1 А/см2 в условиях длительной работы высокотемпературного элемента с расплавленным карбонатным электролитов.
2. Уменьшение количества палладия, необходимого для изготовления электродов, приводит к значительному удешевлению их стоимости.
3. Электроды обладают высокой механической прочностью.
Электроды предлагаемой конструкции могут быть использованы не только в высокотемпературных топливных элементах, но и в элементах, работающих при низких и средних температурах.
Литература
1. Lederer L., Grene N.D. Elektrochimica. Acta, 1963, 8, N-11, 883
2. G.V.Elmor, H.A.Tanner J. Elektrochem. Soc., 1961, 108, N-7, 669
3. Англ. пат. №928499 от 12.07.63.
4. Oswin H.G. Амер. пат. №3092517 от 04.07.63.
5. Oswin H.G., Chodosh S.M. 145-th National Meeting American chemical Soc., Division of Feul Chemistry. 1963, 7, N-4, 84-108.
6. Polart J. Comtes Rendus. 1963, 256, N-10, 2159.
7. Barde R., Buvet R. J. Chimie Physique, 1963, 60, N-11-12, 1365.
8. Polart J. CITGE XIV, Москва.
9. Baker B.S., Marianawski и др. 17-th Procedings of Ann Power Sourse Conferences 1963, 17, 72-75.
10. Галактионова Н.А. Водород в металлах. Металлургиздат, 1958.
11. Смителлс К. Газы и металлы. Металлургиздат, 1940.
12. R.N.Rhoda. Trans. Inst. Met. Finishing, 1959, 36, 82.
13. J.H.Johnson. J. Electrochem. Soc., 1961, 108, N-7, 632.
14. R.N.Rhoda. J. Electrochem. Soc. 1961, 108, N-7, 707.
15. R.N.Rhoda, A.M.Madison. Амер. пат. №2915406 от 01.12.59.
Claims (1)
- Способ изготовления водородного электрода для кислородно-водородного топливного элемента путем нанесения активной массы на пористую металлическую, например никелевую основу, в виде тонкой палладиевой пленки, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода дефицитного палладия и улучшения электрической характеристики, толщину указанной пленки выбирают в пределах 15-25 микрон.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU963238/07A RU1840848C (ru) | 1965-01-25 | 1965-01-25 | Водородный электрод из тонкой палладиевой пленки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU963238/07A RU1840848C (ru) | 1965-01-25 | 1965-01-25 | Водородный электрод из тонкой палладиевой пленки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1840848C true RU1840848C (ru) | 2013-01-20 |
Family
ID=48806279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU963238/07A RU1840848C (ru) | 1965-01-25 | 1965-01-25 | Водородный электрод из тонкой палладиевой пленки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1840848C (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724609C1 (ru) * | 2019-10-24 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) | Способ изготовления композитного водородного электрода для кислородно-водородных топливных элементов, модифицированного наноструктурированным палладием |
-
1965
- 1965-01-25 RU SU963238/07A patent/RU1840848C/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724609C1 (ru) * | 2019-10-24 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) | Способ изготовления композитного водородного электрода для кислородно-водородных топливных элементов, модифицированного наноструктурированным палладием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Basu et al. | Processing of high-performance anode-supported planar solid oxide fuel cell | |
CN102024961A (zh) | 一种质子交换膜燃料电池的气体扩散层及其制备方法 | |
Cai et al. | Supported Zr (Sc) O2 SOFCs for reduced temperature prepared by slurry coating and co-firing | |
CN105839138A (zh) | 一种固体氧化物电解池高温熔融碳酸盐空气电极的制备方法 | |
CN111048814A (zh) | 一种薄膜氢电极固体氧化物电池及其制备方法 | |
CN112687929A (zh) | 一种锂氧化物电极微熔盐陶瓷燃料电池及其制备方法 | |
Ringuedé et al. | Electrochemical behaviour and degradation of (Ni, M)/YSZ cermet electrodes (M= Co, Cu, Fe) for high temperature applications of solid electrolytes | |
Ishihara et al. | Preparation of Yttria-Stabilized Zirconia Films for Solid Oxide Fuel Cells by Electrophoretic Deposition Method. | |
RU1840848C (ru) | Водородный электрод из тонкой палладиевой пленки | |
CN108183253A (zh) | 氨气自呼吸式结构的热再生氨电池及制备方法 | |
CN105734534A (zh) | 一种SOFCs金属连接体用涂层合金的制备方法 | |
US3306780A (en) | Sintered nickel-carbon gas diffusion electrode for fuel cells | |
Tomida et al. | Spongy Raney nickel hydrogen electrodes for alkaline fuel cells | |
Wen et al. | Electrocatalysis on solid oxide electrolytes | |
US3449169A (en) | Platinum phosphide fuel cell and method of preparation | |
RU2523693C1 (ru) | Способ получения твердооксидного топливного элемента с двухслойным несущим катодом | |
CN109888308A (zh) | 一种以电解质层为基体的燃料电池及其制备方法 | |
US3451852A (en) | Method of producing electricity in a fuel cell using a hydrazine fuel and group 8 metal phosphides as catalysts | |
JPH04101360A (ja) | 固体電解質型燃料電池の作製法 | |
JPH0193060A (ja) | 酸素電極反応用電極 | |
Bobrenok et al. | Solid oxide fuel cells with film electrolytes prepared by chemical vapor deposition | |
JPH06310155A (ja) | 固体電解質燃料電池電解セルの製造方法 | |
Ishihara et al. | Electrophoretic deposition of stabilized zirconia for solid oxide fuel cells | |
JPS6430169A (en) | Anode of molten carbonate fuel cell | |
Zhang et al. | A new design of finger-like electrode supported protonic ceramic electrochemical hydrogen pump with sandwich structure for hydrogen purification |