DE1071789B - Verfahren zur e'lektrochemliscben Oxydation von Ko'hlenmonoxyd oder Kohlenmonoxyd-Gemisch'en in Brennstoffelementen mit wäßrigen alkalischen Elektrolyten - Google Patents
Verfahren zur e'lektrochemliscben Oxydation von Ko'hlenmonoxyd oder Kohlenmonoxyd-Gemisch'en in Brennstoffelementen mit wäßrigen alkalischen ElektrolytenInfo
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Description
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XJDk
DEUTSCHES Mrmm<
PATENTAMT
kl 21b 14/01
INTERNAT. KL. H Ol CD
AUSLEGESCHRIFT 1071789
R 25100 IVa/21b
ANMELDETAG: 5. MÄRZ 1959
4-98 BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
24. DEZEMBER 1959
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kohlenmonoxydelektrode, die insbesondere zur elektrochemischen
Stromerzeugung durch reversible Oxydation von CO oder CO-haltigen Gasgemischen (z. B.
Gichtgas, Wassergas, Generatorgas, Synthesegas) in Verbindung mit einer Sauerstoff- bzw. Luftkathode in
einem Brennstoffelement mit alkalischem Elektrolyten bestimmt ist. Zur elektrochemischen Ausnutzung des
CO benutzt man Elemente, die sich in zwei Gruppen einteilen lassen:
1. Galvanische Elemente, die mit wäßrigem Elektrolyten bei Temperaturen unterhalb des Siedepunktes
des Elektrolyten bei atmosphärischem oder erhöhtem Druck arbeiten,
2. galvanische Elemente, die mit festem oder schmelzflüssigem Elektrolyten bei Temperaturen oberhalb
von 500° C und Atmosphärendruck funktionieren.
Die Erfindung gehört der ersten Gruppe an.
Es ist bereits ein Verfahren zur elektrochemischen Betätigung von CO beschrieben worden, bei dem das au
CO-Gas einer im alkalischen wäßrigen Elektrolyten befindlichen Kupferelektrode zugeführt wird. Aus der
Tatsache, daß diese Elektrode mit —1,04 V gegen die Sauerstoffelektrode ein Potential in der Nähe des
reversiblen Wasserstoffpotentials einstellt, wovon es je nach Versuchsbedingungen bis zu +6OmV abweicht,
wird geschlossen, daß der potentialbestimmende Vorgang die Lösung des in einer vorgelagerten
Konvertierungsreaktion gebildeten Wasserstoffs sei.
In neuerer Zeit wurden die Vorgänge bei der elektrochemischen Betätigung des CO an Raney-Kupfer
und Raney-Nickel enthaltenden Elektroden in alkalischer Lösung genauer untersucht und dabei
ebenfalls das Vorliegen einer potentialbestimmenden Wasserstoffauflösung gefolgert, wobei der Wasserstoff
aus einer vorgelagerten Konvertierungsreaktion stammt.
Eine direkte elektrochemische Auflösung des CO in einer solchen Elektrode wurde deshalb bisher für
unmöglich gehalten.
Hingegen wurde gefunden, daß diese Schlußweise deshalb nicht zwingend ist, weil das reversible
Potential der Kohlenmonoxydelektrode in stark alkalischem Medium um mehr als 200 mV negativer
liegt als das reversible Wasserstoffpotential. Neben einer anodischen Kohlenmonoxydauflösung muß daher
zwangläufig eine kathodische Wasserstoffabscheidung am Elektrodenkörper auftreten, die um so größer
ist, je negativer das Potential des Elektrodenkörpers und je geringer die Wasserstoff überspannung am verwendeten
Elektrodenmaterial ist. Man kann also an einer bekannten Nickel-Doppelskelettkatalysatorelektrode,
die als reversible Wasserstoffelektrode arbeitet, beim Betrieb mit CO nur ein Potential in der Nähe
Verfahren
K zur elektrochemischen Oxydation
K zur elektrochemischen Oxydation
von Kohlenmonoxyd
oder Kohlenmonoxydgemischen
oder Kohlenmonoxydgemischen
in Brennstoffelementen
mit wäßrigen alkalischen Elektrolyten
mit wäßrigen alkalischen Elektrolyten
Anmelder:
Ruhrchemie Aktiengesellschaft,
Oberhausen (RhId.)-Holten,
und Steinkohlen-Elektrizität
Aktiengesellschaft,
Essen
Dipl.-Phys. Peter Jacob, Dr. Eduard Justi,
und Dr. August Winsel, Braunschweig,
sind als Erfinder genannt worden
des reversiblen Wasserstoffpotentials erwarten. Jede Negativierung des Potentials führt zu einer wesentlich
verstärkten Wasserstoffabscheidung und somit zu einer verstärkten anodischen Belastung der am selben
Elektrodenkörper ablaufenden elektrochemischen CO-Auflösung. Eine derartige Elektrode konvertiert also
zwangläufig CO elektrochemisch unter Bildung von H2, wobei ständig Kohlenmonoxyd und damit
chemische Energie verbraucht wird.
Dieses Verhalten ist in Abb. 1 schematisch dargestellt. Die Kurve 1 bezeichnet die Stromspannungskennlinie
einer reversiblen C O-Elektrode, Kurve 2 die Kennlinie der im gleichen Elektrodenkörper verwirklichten
reversiblen Wasserstoff elektrode, deren Leistungsfähigkeit wesentlich größer ist als die der
C O-Elektrode. Das Potential U1 kennzeichnet das sich
im unbelasteten Zustand an der Elektrode einstellende Mischpotential aus beiden Elektrodenvorgängen.
Aus dieser Betrachtung folgt, daß man sich dem reversiblen C O-Potential nur an Elektrodenkörpern
mit großer Wasserstoffüberspannung nähern kann, also mit Materialien, die für die Herstellung von
Wasserstoffelektroden besonders ungünstig sind.
Das Ziel der Erfindung bestand darin, durch die Wahl geeigneter Elektroden Kohlenoxyd ohne vorgelagerte
Konvertierung direkt elektrochemisch umzusetzen.
3 4
Es wurde ein Verfahren zur Gewinming elektrischer sintert es in reduzierender Atmosphäre. Anschließend
Energie durch direkte elektrochemische Oxydation wird das Al mittels konzentrierter Alkalilauge aus
von Kohlenmonoxyd mit einem oxydierenden Gas, dem Sinterkörper herausgelöst und dadurch die
vorzugsweise Sauerstoff oder Luft, in alkalischen Raney-Struktur des Katalysatormetalls innerhalb der
Elektrolyten gefunden, mit dem dieses Ziel zu er- 5 Poren der Elektrode eingestellt. Die Elektrode ist
reichen ist. Es besteht darin, daß man als Brennstoff- dann aktiviert und betriebsfähig. Anstatt Al können
elektrode eine Elektrode benutzt, die wenigstens ein für die Raney-Legierungen auch andere unedle
Metall der VI. Nebengruppe des Periodischen Systems Metalle, wie Zn, Si, Mg usw., Verwendung finden, die
der Elemente, vorzugsweise Wolfram und/oder durch Alkalilauge oder Säure herausgelöst oder in
Molybdän, als Katalysator für die elektrochemische io anderer Weise entfernt werden können.
Aktivierung des Kohlenmonoxyds enthält. Für das Stützgerüstmaterial ergibt sich neben der
Das Prinzip der Erfindung wird durch Kurve 3 in Bedingung der elektronischen Leitfähigkeit die Forde-
Abb. 1 veranschaulicht. Diese zeigt die Wasserstoff- rung, daß es gegen die Aktivierungslösung beständig
abscheidungskennlinie an einer Elektrode mit großer sein muß. Weiterhin ist es aus dem oben beschriebenen
Überspannung. Das Potential U2 ist das bei gleicher 15 Grunde günstig, wenn die Wasserstoffüberspannung
CO-Kennlinie sich einstellende Mischpotential einer am Stützgerüstwerkstoff größer oder gleich der
derartigen Elektrode mit erfindungsgemäßer hoher Wasserstoffüberspannung am jeweils verwendeten
Wasserstoffüberspannung. Raney-Metall der VI. Nebengruppe ist. Dadurch ver-
Allerdings ist eine große Wasserstoffüberspannung hindert man die potentialvermindernde Wasserstoffnur
eine notwendige, noch nicht hinreichende Be- 20 abscheidung am Stützgerüst. Diesem Umstand kann
dingung für die Eignung als C O-Elektrodenwerkstoff, man dadurch Rechnung tragen, daß man das Stützder
außerdem auch die spezifische katalytische Aktivi- gerüst aus demselben Metall herstellt, aus dem auch
tat zur Auflösung und Aktivierung des CO-Gases das aktivierende Raney-Metall besteht; allerdings
zeigen muß. Quecksilber z. B. ist erfahrungsgemäß sind für das Stützgerüst auch manche andere Stoffe
trotz seiner enorm hohen Überspannung von > 0,57 V 25 geeignet, z. B. die Karbide der Metalle der VI. Nebenais
CO-Elektrode ungeeignet, wahrend gefunden gruppe und andere Metalle und Verbindungen, bewurde,
daß Metalle der VI. Nebengruppe, Vorzugs- sonders wenn sie billiger sind als das als Katalysator
weise Wolfram und Molybdän, eine ausreichend hohe verwendete Metall der VI. Nebengruppe.
Wasserstoffüberspannung zeigen und gleichzeitig als Das Verfahren kann auch mit einer anderen AusKatalysatoren für die elektrochemische Aktivierung 30 führungsform der Elektrode, nämlich mit einer des CO geeignet sind. Diesen beiden Metallen sind Katalysator-Siebelektrode erzielt werden. In dieser bisher nur geringe katalytische Aktivitäten zu- sind die katalytisch aktiven Raney-Metalle zwischen geschrieben worden. Dabei lassen sich schon an ein- zwei elektronisch leitenden Mikrosieben oder Drahtfachen porösen Sinterkörpern hieraus beim Betrieb netzen angeordnet, welche zur Ableitung der elekmit CO Potentiale realisieren, die mehr als 70 mV 35 trischen Ladungen, die bei der elektrochemischen negativer liegen als das reversible Wasserstoffpoten- Reaktion des CO an dem Katalysator frei werden, tial unter atmosphärischem Druck in derselben Elek- dienen. Die Siebe sollen möglichst eine größere trolytlösung. Wasserstoffüberspannung haben als das zwischen
Wasserstoffüberspannung zeigen und gleichzeitig als Das Verfahren kann auch mit einer anderen AusKatalysatoren für die elektrochemische Aktivierung 30 führungsform der Elektrode, nämlich mit einer des CO geeignet sind. Diesen beiden Metallen sind Katalysator-Siebelektrode erzielt werden. In dieser bisher nur geringe katalytische Aktivitäten zu- sind die katalytisch aktiven Raney-Metalle zwischen geschrieben worden. Dabei lassen sich schon an ein- zwei elektronisch leitenden Mikrosieben oder Drahtfachen porösen Sinterkörpern hieraus beim Betrieb netzen angeordnet, welche zur Ableitung der elekmit CO Potentiale realisieren, die mehr als 70 mV 35 trischen Ladungen, die bei der elektrochemischen negativer liegen als das reversible Wasserstoffpoten- Reaktion des CO an dem Katalysator frei werden, tial unter atmosphärischem Druck in derselben Elek- dienen. Die Siebe sollen möglichst eine größere trolytlösung. Wasserstoffüberspannung haben als das zwischen
Eine wesentliche Verbesserung der Verfahrens er- ihnen angeordnete Raney-Metall. Man kann zu diesem
reicht man durch eine Erhöhung der Belastbarkeit 40 Zweck beispielsweise amalgamierte Kupfersiebe ver-
solcher C O-Elektroden. Diese wurde durch Ver- wenden, aber auch Mikrosiebe aus beliebigen anderen
Wendung der betreffenden Metalle in feinster Ver- Metallen mit entsprechend für die Wasserstoffabschei-
teilung oder in stark fehlgeordnetem Zustand, vor- dung vergifteter Oberfläche,
zugsweise in Form von Raney-Metallen, erzielt. Als Elektrolyt benutzt man vorteilhafterweise starke
Insbesondere haben sich Elektroden bewährt, die 45 Alkalilauge der Konzentration 1- bis lOnormal. Jedoch
eine bekannte Doppelskelettkatalysatorstruktur auf- ist auch ein im Gleichgewicht befindlicher alkalisch
weisen und zu deren Herstellung solche Materialien hydrolysierter Alkalicarbonat-Alkalibicarbonat-Elek-
dienen, die 10 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise trolyt bei oder wenig unterhalb der Siedetemperatur
20 bis 40 Gewichtsprozent, einer Raney-Legierung geeignet. Hierbei kann der Druck bis zu 50 kg/cm2
von wenigstens einem Metall der VI. Nebengruppe in 50 betragen.
ein elektronisch leitendes Stützgerüst eingebettet ent- Mit den im erfindungsgemäßen Verfahren benutzten
halten. Letzteres dient zur widerstandsarmen Ab- Elektroden sind Potentiale bis zu —1200 mV gegen
führung der bei der Ionisierung des Kohlenoxyds frei die 0,lnormale Kalomelelektrode zu erzielen. Da
werdenden elektrischen Ladungen. beobachtet wurde, daß Wolfram und Molybdän unter
Zur Herstellung derartiger Elektroden geht man 55 gewissen Bedingungen in alkalischen Medien bei
vorzugsweise von den pulverförmigen Legierungen Potentialen über — 800 mV gegen die Kalomelelekder
Metalle mit Aluminium aus, die man durch Zu- trode in Lösung gehen, ist die Grenze der anodischen
sammenschmelzen dieser Metalle oder auch pulver- Belastbarkeit durch diese Potentialgrenze gegeben,
metallurgisch durch Reaktion der gemischten und Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch mit
dann gepreßten Metallpulver bei Temperaturen unter- 60 CO-haltigen Gasgemischen, wie Synthesegas, Wasserhalb der Schmelztemperatur der jeweiligen Legierung gas, Gichtgas usw., durchführen. Dabei wird das CO
enthält. Besonders bewährt haben sich Legierungen unbeschadet des gleichfalls vorhandenen Wasserstoffs
der Zusammensetzung W : Al = (7 bis 90) : (93 bis 10) und Stickstoffs unter Lieferung von elektrischer
Gewichtsprozent, vorzugsweise W : Al = 66 : 34 Ge- Energie aus dem Gasgemisch verbraucht. Diese
wichtsprozent, ferner die Legierungen der Zusammen- 65 Arbeitsweise ist besonders wichtig angesichts der Tatsetzung
Mo : Al = (9 bis 90) : (91 bis 10), Vorzugs- sache, daß die Reindarstellung von CO sehr umständweise
50 : 50 Gewichtsprozent. Man mischt die pulver- Hch und teuer ist. Der Betrieb der erfindungsgemäßen
förmige Raney-Legierung mit dem elektronisch Elektrode mit derartigen CO-haltigen Gasgemischen
leitenden Stützgerüstpulver im gewünschten Verhält- kann besonders vorteilhaft so erfolgen, daß die sich
nis, preßt das Pulvergemisch in Elektrodenform und 70 während der Stromentnahme in den Poren der Gas-
Elektrode durch CO-Verbrauch bildenden Inertgaspolster
in bekannter Weise kontinuierlich oder periodisch in den Elektrolyten gespült werden.
Ist der CO-Anteil des Mischgases groß (801Vo), so
ist eine periodische Spülung vorzuziehen. Zu diesem Zweck wird die erfindungsgemäße Elektrode als
Doppelschichtelektrode ausgebildet. Die engporige Schicht mit einem mittleren Porenradius rt ist dem
Elektrolyten zugewandt, die weitporige Schicht mit einem mittleren Porenradius r2>r1 ist dem Gasraum
zugewandt. Der normale Betriebsdruck ist so eingestellt, daß die weitporige Schicht gegen den
Kapillardruck des Elektrolyten freigedrückt ist, die engporige, elektrolytseitige Schicht jedoch mit Elektrolyt
ausgefüllt bleibt. Die an CO verarmenden Gaspolster in den Poren machen sich durch Ansteigen der
Polarisation bemerkbar und werden durch vorübergehende Erhöhung des Gasdrucks auf einen Wert
oberhalb des Kapillardrucks der feinporigen Schicht durch diese hindurch in den Elektrolyten gespült. ao
Für die Umsetzung von stark verunreinigtem CO wird die erfindungsgemäße Elektrode in bekannter
Weise als Diffusionselektrode mit möglichst gleichmäßiger (homöoporöser) Porenstruktur ausgebildet
und mit einem geeigneten Druck derart betrieben, daß ein dem Inertgasanteil des Frischgases entsprechender
Gasstrom die Elektrode ständig durchperlt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft zur Erzeugung elektrischer Energie aus den
bekannten CO-H2-Gemischen, wie Gichtgas, Wassergas,
Generatorgas und Synthesegas, wobei man eine maximale Ausnutzung der Gasbestandteile erzielt. Da
die im Verfahren nach der Anmeldung eingesetzte CO-Elektrode wegen ihrer notwendig hohen Wasserstoffüberspannung
H2 nicht verarbeiten kann, führt man die elektrochemische Umsetzung von CO-H2-GaS-gemischen
durch, indem man das von CO weitgehende befreite Restgas, das aus H2 und Inerten besteht,
durch den Elektrolyten perlen läßt und in an sich bekannter Weise in einem Brennstoffelement mit einer
Nickel-Doppelskelettkatalysatorelektrode unter weiterer Stromerzeugung umsetzt. Hierbei wurde festgestellt,
daß nur ein so geringer CO-Rest des Gases verbleibt, daß die Ni-Diffusionselektroden nicht durch
Carbonylbildung zerstört werden, wenn eine genügend überwiegende H2-Konzentration vorhanden ist.
Zur Herstellung der Molybdänlegierung werden 10 g Aluminium und 10g Molybdän, beide Metalle in
Form von kleinen kompakten "Stückchen, in einen Kohletiegel gegeben, der als Schutzschmelze Calciumchlorid
enthält. Die Metalle werden bei 1400° C einige Minuten lang unter Umrühren legiert und dann die
Schmelze langsam abgekühlt. Der so gewonnene Regulus enthält η ο ch_£fcH£as_Ca 1 ei umghl ό r13, das durch
Waschen mit destilliertem Wasser herausgelöst
werden kann. Der Regulus wird dann im Trockenschrank getrocknet und anschließend in einer Kugelmühle
auf eine Korngröße von etwa 70 μ zermahlen.
1,5 g dieses Legierungspulvers werden dann mit 3 g reinem Molybdänpulver in einer Mischmaschine gut
durchmischt und dann in einer Matrize unter einem Preßdruck von 4 t/cm2 zu einer kreisrunden, etwa
2 mm dicken Elektrode gepreßt. Diese wird in einem Wolframbandofen bei 1000° C in H?-Atmosphäre
V2 Stunde lang gesintert, wodurch man einen mechanisch hinreichend festen Körper erhält.
Die Elektrode wird dann in etwa 4,6normale Kalilauge gegeben, wodurch zunächst bei Zimmertemperatur,
später bei etwa 100° C das Al aus der Elektrode herausgelaugt wird. Nunmehr ist die Elektrode pyrophor
und muß vor dem Zutritt des Luftsauerstoffs bewahrt werden.
Die so aktivierte Elektrode wird in eine Plexiglashalterung eingespannt und in dem aus 4,6n-KOH bestehenden
Elektrolyten eingetaucht, der eine Betriebstemperatur von etwa 85° C haben soll. Bei einem CO-Druck
von 2 Atm. stellt sich ein konstantes Ruhe-Potential von —1200 mV gegen die gesättigte
Kalomelelektrode ein. Die CO-Elektrode wurde bei einem solchen Versuch bis zu einer Stromdichte von
i = 30 niA/cm2 stationär anodisch belastet, wobei die Polarisation um maximal 130 mV anstieg, so daß sich
das Elektrodenpotential auf —1062 mV einstellte. Nach der Entlastung stellte sich wieder das ursprüngliche
Ruhepotential von —1200 mV ein. Abb. 2 zeigt die Polarisation dieser echten CO-Elektrode als
Funktion der Stromdichte i.
Beispiel 2
Wolfram-DSK-Elektrode
Wolfram-DSK-Elektrode
Die Raney-Wolframlegierung wird hergestellt, indem
man 10 g pulverförmiges Wolfram und 5 g pulverförmiges Aluminium put vermischt und in
Scheibenform wiederum bei 4 t/cm2 verpreßt; dieser Körper wird dann im Wolframbandofen bei 1600° C
in H2-Atmosphäre etwa 30 Minuten lang gesintert und dadurch legiert. Die Legierung wurde in einer Kugelmühle
zu Pulver von 150 μ zermahlen.
2 g dieses Legierungspulvers wurden darauf mit 6 g reinem Wolframpulver etwa der gleichen Korngröße
in einer Mischmaschine wieder gut gemischt und die Mischung in einer Matrize bei 5 t/cm2 zu einer Elektrode
von ebenfalls 20 mm Durchmesser und 2 mm Höhe gepreßt. Die Elektrode wurde dann im Wolframbandofen
V2 Stunde lang bei 1600° C in reduzierender Wasserstoffatmosphäre gesintert.
Dann wurde in 4,6normaler Kalilauge bei 100° C das Aluminium ausgelaugt.
Die Elektrode wurde dann in eine Plexiglashalterung randdicht eingespannt, wie es für die Molybdänelektrode
im Beispiel 1 beschrieben ist. Bei einer Temperatur von 83° C des 5normalen Kalilaugeelektrolyten
und einem Kohlenmonoxyddruck von 0,5 atü zeigte sie ein Potential von —1211 mV gegen die gesättigte
Kalomelelektrode. Die Elektrode wurde mit einer stationären anodischen Belastung von 25 mA/cm2 betrieben,
wobei ihre Polarisation auf 350 mV anstieg, also das Elektrodenpotential sich auf —861 mV gegen
Kalomel einstellte. Eine Unterbrechung der Belastung erbrachte wieder das alte Ruhepotential von —1211 mV
gegen die gesättigte Kalomelelektrode.
Die Elektroden aus beiden Beispielen behielten auch nach dem Belastungsbetrieb ihren mechanisch stabilen
Zustand bei.
Zwei feinmaschige, mit aufgeschweißten Kupferdrähten
zur Kontaktabnahme versehene Kupferdrahtnetze der Maschenweite 35 μ und der Drahtstärke 50 μ,
wurden gereinigt und in einer Lösung von 100 g NH4Cl, 0,17 g HgCl2, 10 cm' 3,5%>iger HCl und
1000 cm3 destilliertem Wasser 5 Minuten lang amalgamiert.
Die iietze wurden in eine Haltevorrichtung aus
Polyäthylen planparallel mit einem gegenseitigen Abstand von 3 mm so eingespannt, daß sich zwischen
ihnen ein taschenförmiger Raum zur Aufnahme des aktivierten Raney - Molybdäns bildete. Das Raney-
Molybdän wurde durch Einwirkung von 5normaler Kalilauge auf die Molybdän-Aluminium-Legierung
des Beispiels 1 bei Temperaturen bis zu 100° C gewonnen.
In dem taschenförmigen, mit Raney-Molybdän ausgefüllten
Raum wurde mittels dünner Kapillarsonden Kohlenmonoxydgas mit leichtem Überdruck bis
0,1 atü eingeleitet. Es stellte sich dabei in 5normaler Kalilauge als Elektrolyt ein Potential von —1,2V
gegen die gesättigte Kalomelelektrode ein, das bei 0,3 V Polarisation bis zu 20 mA/cm2 zu belasten war.
Claims (11)
1. Verfahren zur elektrochemischen Oxydation von Kohlemnonoxyd oder Kohlenmonoxydgemischen
in Brennstoffelementen mit wäßrigen alkalischen Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß
als Brennstoffelektrode eine Elektrode benutzt wird, die wenigstens ein Metall der VI. Nebengruppe
des Periodischen Systems der Elemente, vorzugsweise Wolfram und/oder ^Molybdän, enthält.
—~ ~"
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung an einer Elektrode
vorgenommen wird, in der das Metall der VI. Nebengruppe in feinstverteilter oder stark fehlgeordneter
Form, vorzugsweise in Form des Raney-Metalls, vorliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung an einer Elektrode
vorgenommen wird, in der das Metall der VI. Nebengruppe in Doppelskelettkatalysatorstruktur vorliegt
und die aus einem Material hergestellt wurde, das 10 bis 80 Gewichtsprozent, Vorzugsweise
20 bis 40 Gewichtsprozent, einer Raney-Legierung von wenigstens einem Metall der VI. Nebengruppe
in ein elektronisch leitendes Stützgerüst eingebettet enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung an einer Elektrode
vorgenommen wird, die in Gestalt einer Katalysator-Siebelektrode ausgebildet ist, bei der das Metall
der VI. Nebengruppe vorzugsweise in Gestalt des Raney-Metalls oder mit Raney-Doppelskelettstruktur
zwischen zwei_elektronisch leitenden Mw
krosieben oder Drahtnetzen angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzung an einer Elektrode vorgenommen wird, die neben dem Metall der VI. Nebengruppe des Periodischen Systems der
Elemente nur solche Metalle oder elektronische Halbleiter im Kontakt mit der Elektrolytlösung
enthält, deren Wasserstoffüberspannung größer oder gleich der Überspannung des Wasserstoffs
an den verwendeten Metallen der VI. Nebengruppe des Periodischen Systems der Elemente ist.
6. Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie unter Verwendung von Kohlenmonoxyd neben
anderen brennbaren Gasen enthaltenden Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst
Kohlenmonoxyd nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 5 unter Gewinnung elektrischer
Energie umsetzt und anschließend das von Kohlenmonoxyd weitgehend befreite Restgas, das aus
brennbaren Gasen und inerten Bestandteilen besteht, in an sich bekannter Weise in einem Brennstoffelement
mit einer Nickel-Doppelskelettkatalysatorelektrode unter weiterer Stromerzeugung umsetzt.
7. Elektrode zur Gewinnung elektrischer Energie durch direkte Umsetzung von Kohlenmonoxyd
mit einem oxydierenden Gas, vorzugsweise Sauerstoff oder Luft, in einem Brennstoffelement mit
alkalischen Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein Metall der VI. Nebengruppe
des Periodischen Systems der Elemente, vorzugsweise Wolfram oder Molybdän, als Katalysator
für die elektrochemische Aktivierung des Kohlenmonoxyds enthält. ,
8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Metall der VI. Nebengruppe
in feinstverteilter oder stark fehlgeordneter Form, vorzugsweise in Form des Raney-Metalls, enthält.
9. Elektrode nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Metall der VI. Nebengruppe
in Doppelskelettkatalysatorstruktur enthält.
10. Elektrode nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Gestalt einer Katalysator-Siebelektrode
ausgebildet ist.
11. Elektrode nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben dem Metall der
VI. Nebengruppe des Periodischen Systems der Elemente nur solche Metalle oder elektronische
Halbleiter im Kontakt mit der Elektrolytlösung enthält, deren Wasserstoffüberspannung größer
oder gleich der Überspannung des Wasserstoffs an den verwendeten Metallen der VI. Nebengruppe
des Periodischen Systems der Elemente ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1071789B true DE1071789B (de) | 1959-12-24 |
Family
ID=596392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1071789D Pending DE1071789B (de) | Verfahren zur e'lektrochemliscben Oxydation von Ko'hlenmonoxyd oder Kohlenmonoxyd-Gemisch'en in Brennstoffelementen mit wäßrigen alkalischen Elektrolyten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1071789B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1270145B (de) * | 1961-09-19 | 1968-06-12 | Varta Ag | Raney-Mischkatalysator fuer Brennstoffelektroden in Brennstoffelementen |
DE1282004B (de) * | 1965-07-10 | 1968-11-07 | Basf Ag | Verwendung von Elektroden aus Legierungen von Wolfram und/oder Molybdaen mit Metallen der Eisengruppe |
DE1288572B (de) * | 1965-12-30 | 1969-02-06 | Basf Ag | Kathodische Reduktion von nitrosen Gasen und/oder Salpetersaeure mit titan- und/oder wolframhaltigen Elektroden |
-
0
- DE DENDAT1071789D patent/DE1071789B/de active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1270145B (de) * | 1961-09-19 | 1968-06-12 | Varta Ag | Raney-Mischkatalysator fuer Brennstoffelektroden in Brennstoffelementen |
DE1282004B (de) * | 1965-07-10 | 1968-11-07 | Basf Ag | Verwendung von Elektroden aus Legierungen von Wolfram und/oder Molybdaen mit Metallen der Eisengruppe |
DE1288572B (de) * | 1965-12-30 | 1969-02-06 | Basf Ag | Kathodische Reduktion von nitrosen Gasen und/oder Salpetersaeure mit titan- und/oder wolframhaltigen Elektroden |
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