DE1255168B - Elektrolytmembran fuer ein Brennstoffelement - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIm

C 25 C - 1 3 / 0 4

Deutsche KL: 21b-14/01

Nummer: 1 255 168

Aktenzeichen: S 91144 VIb/21b

Anmeldetag: 20. Mai 1964

Auslegetag: 30. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Elektrolytmembran für Brennstoffelemente.

Gemäß der Erfindung besteht die Elektrolytmembran aus einem indifferenten Bindemittel und einem sauren Phosphat des Niobiums.

Die Elektrolytmembran kann durch Preßguß oder durch Strangpressen einer Mischung aus dem indifferenten Bindemittel und dem sauren Phosphat hergestellt und hierdurch eine sehr dünne, jedoch biegsame Folie oder Membran (von einer Stärke von 1 mm oder weniger) erzeugt werden. Membranen mit guter mechanischer Festigkeit können ferner auch durch Verpressen einer pulverförmigen Mischung aus dem indifferenten Bindemittel und dem Phosphat hergestellt werden.

Als indifferente Bindemittel können verschiedene Stoffe, wie Carboxymethylcellulose, Polytetrafluoräthylen, Kollodium, Äthylcellulose, verwendet werden.

Die anteiligen Mengen an indifferentem Bindemittel und an Phosphat können innerhalb weiter Grenzen verschieden sein. Der Anteil des sauren Niobiumphosphats muß jedoch überwiegen. Die anteilige Menge an Bindemittel muß wenigstens ausreichend sein, um der Membran die gewünschte Festigkeit und Kohäsion zu verleihen.

Die Membran gemäß der Erfindung kann sowohl für mit flüssigen Brennstoffen, wie Methanol, wie mit gasförmigen Brennstoffen, wie Wasserstoff oder Butan, betriebene Brennstoffelemente verwendet werden.

Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels derselben an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Brennstoffelement mit den Merkmalen der Erfindung;

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Verlauf der Spannung eines Brennstoffelementes gemäß der Erfindung unter Belastung, wobei die Spannung E in Millivolt und die Leistung P in Milliwatts je Quadratzentimeter als Funktion der Stromstärke in Milliampere je Quadratzentimeter angegeben sind.

In F i g. 1 ist mit 1 die kreisförmige, aus Kohlenstoff oder einem porösen Metall oder rostfreiem Stahl bestehende Brennstoffelektrode des dargestellten Brennstoffelementes, die mit einem zweckentsprechend zu wählenden Katalysator imprägniert ist, bezeichnet. Die positive Elektrode 2 besteht aus einer Scheibe aus Graphit oder einem porösen Metall und ist mit einer als Katalysator dienenden Elektrolytmembran für ein Brennstoffelement

Anmelder:

Societe d'Etudes de Recherches et

d'Applications pour l'lndustrie S. E. R. A. L,

Brüssel

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und
Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,
Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Jean-Francois Henry, St. Genese (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 1. Juli 1963 (A 5229/63)

(aus der Figur nicht ersichtlichen) Schicht von Platinmohr überzogen.

Als Katalysatoren können außer Platinmohr auch andere Metalle oder Kombinationen von Metallen der Gruppe VIII des Periodischen Systems der Elemente verwendet werden.

Die an der positiven Elektrode vorgesehenen Katalysatoren können denen an der Brennstoffelektrode gleich oder auch verschieden von diesen sein.

Zwischen die Elektroden 1 und 2 ist der Elektrolyt eingeschaltet, der aus einer Membran 3 besteht, die, wie oben erläutert, aus einer Mischung von saurem Niobiumphosphat mit einem Bindemittel, wie Carboxymethylcellulose, hergestellt ist und eine Dicke von 0,2 mm besitzt.

Dem Brennstoffelement wird durch die Leitung 5 Sauerstoff oder atmosphärische Luft und durch die Leitung 4 Wasserstoff oder ein anderes brennbares Gas zugeführt. Mit den Bezugszeichen 6 und 7 sind die Abführungsleitungen für die in den Gasen enthaltenen Verunreinigungen sowie für den Überschuß dieser Gase bezeichnet. Der Überschuß an Brennstoff tritt über die Leitung 6 und der des Sauerstoffträgers durch die Leitung 7 aus.

709 690/172

Bei mit einem Brennstoffelement der vorstehend beschriebenen Art durchgeführten Versuchen, bei welchen als Brennstoff Wasserstoff und als oxydierendes Gas Sauerstoff mit einem Druck von ungefähr 500 g/cm² bei Außentemperatur verwendet wurde, wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:

Spannung unbelastet 880 bis 940 Millivolt

Spannung unter Belastung .. ergibt sich aus der Kurve gemäß Fig. 2, die die

Änderung des durch das Brennstoffelement in Abhängigkeit von der Spannung gelieferten Stromes zeigt

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrolytmembran für ein mit flüssigen oder die Elektrolytmembran aus einem indifferenten

   gasförmigen Brennstoffen betriebenes Brennstoff- Bindemittel und einem sauren Phosphat des

   element, dadurch gekennzeichnet, daß 15 Niobiums besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   690/172 11. 67 @ Bundesdruckerei Berlin