DE1496248B2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
-
- 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
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Description
Bei der Serienschalrung von benachbarten Einzelelementen in einer Brennstoffbatterie, deren Elektro- ■
lyträumen durch poröse Diaphragmen gebildet werden, muß die durch den Elektrolyten gebildete Verbindung
zwischen zwei benachbarten Elektroden, die verschiedenen Elementen angehören, einen möglichst
hohen elektrischen Widerstand aufweisen.
Andererseits darf diese Verbindung der Elektrolytumwälzung keinen großen Strömungswiderstand
bilden.
Diese Aufgabenstellung wird bei einer galvanischen Brennstoffbatterie aus Brennstoffelementen mit
abwechselnd angeordneten porösen Elektroden und feinporösen, mit Elektrolyt erfüllten, elektrisch nicht
leitenden Diaphragmen für den Betrieb mit durchgedrücktem Elektrolyten dadurch gelöst, daß zwischen
den beiden benachbarten Elektroden zweier Brennstoffelemente eine Trennscheibe mit einem langen
Elektrolytkanal angeordnet ist, dessen Elektrolytwiderstand groß gegenüber dem Innenwiderstand
eines Elementes bei möglichst geringem Strömungswiderstand ist.
Um die Elektrodenabstände gering zu halten, ist es zweckmäßig, den Elektrolytkanal in einer verhältnismäßig
flachen Trennscheibe spiralig anzuordnen.
Die erforderlichen Abmessungen für den Durchmesser 2 r des Elektrolytkanals und seine Länge
werden so festgelegt, daß der zu r~4 proportionale Strömungswiderstand den zulässigen Wert nicht
überschreitet. Die Länge Z ist so zu bemessen, daß der durch den Elektrolytfaden dargestellte elektrische
Nebenschlußwiderstand wesentlich größer ist als der Innenwiderstand eines Elementes. Der Nebenschlußwiderstand
R ergibt sich bei dem spezifischen Widerstand α der Elektrolytlösung zu R = σ ■ Ι/π ■ r2.
Wenn die der Trennscheibe benachbarten Elektroden gleiche Polarität besitzen, also entweder beide
Anoden oder beide Kathoden sind, ist die Trennscheibe zweckmäßigerweise aus Isolationsmaterial
gefertigt, um eine elektrische Verbindung der Elektroden auszuschließen.
Haben die benachbarten Elektroden ungleiche Polarität, so ist es zweckmäßig, die Trennscheibe aus
einem Metall zu fertigen und dadurch die beiden Elektroden elektrisch zu verbinden. Die der Trennscheibe
benachbarten Diaphragmen müssen dabei ebenfalls Elektronenleiter sein. Dies erreicht man am
einfachsten dadurch, daß man die Elektroden in bekannter Weise auf der der Trennscheibe zugewandten
Seite mit einer porösen Deckschicht aus Metallpulver versieht.
In der Figur ist dargestellt, wie man durch Verwendung geeigneter Schichten aus Kunststoffen oder
Metallen eine derartige Trennscheibe aufbauen kann. Die Teile (10) und (11) sind die Enddiaphragmen der
benachbarten Elemente; das können auch die Deckschichten der Elektroden sein. Die Sammelscheibe
(12) enthält Elektrolytkanäle, welche den Elektrolyten mit geringem Strömungswiderstand zum Zentrum
leiten können. Daran schließt sich eine Lochblende (13). Hat der Elektrolyt diese passiert, so muß
er in der Labyrinthscheibe (14) auf einem langen spiralenförmigen Kapillarweg nach außen strömen,
bis er durch die öffnung der folgenden Loch- oder Ringblende (15) in die Sammelscheibe (16) eintreten
kann. Diese verteilt den Elektrolytfluß wieder gleichmäßig auf den ganzen Querschnitt der Schicht (11).
Claims (2)
1. Galvanische Brennstoffbatterie aus Brennstoffelementen mit abwechselnd angeordneten
porösen Elektroden und feinporösen, mit Elektrolyt erfüllten, elektrisch nicht leitenden Diaphragmen
für den Betrieb mit durchgedrücktem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden benachbarten Elektroden
zweier Brennstoffelemente eine Trennscheibe mit einem langen Elektrolytkanal angeordnet ist,
dessen Elektrolytwiderstand groß gegenüber dem Innenwiderstand eines Elementes bei möglichst
geringem Strömungswiderstand ist.
2. Brennstoffbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennscheibe ein
Elektrolytkanal spiralig angeordnet ist.
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