DE1812518A1 - Accumulator water loss reduction - Google Patents
Accumulator water loss reductionInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Verringerung der Wasserverluste in Akkumulatoren.Process for reducing water losses in accumulators.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der bei Überladung und Entladung durch Bildung von Wasserstoff und Sauerstoff auftretenden Wasserverluste in Akkumulatoren.The invention relates to a method for reducing the overload and discharge through formation of hydrogen and oxygen occurring water losses in accumulators.
Bei den üblichen Bleiakkumulatoren zeigt sich als Nachteil, daß bei überladung und Entladung ein Teil des Wassers der verdünnten Schwefelsäure unter Bildung von Wasserstoff und Sauerstoff elektrolytisch zersetzt wird. Man ist daher gezwungen, in relativ kurzen Zeitabständen das verlorengegangene Wasser zu ersetzen. Diese ständige Überwachung des Wasserstandes derartiger Bleiakkumulatoren ist in den meisten Fällen umständlich und schränkt-die Einsatzmöglichkeit, insbesondere an schwer zugänglichen Orten ein.In the case of the usual lead-acid batteries, the disadvantage is that Overcharge and discharge some of the water of the dilute sulfuric acid under Formation of hydrogen and oxygen is decomposed electrolytically. One is therefore forced to replace the lost water at relatively short intervals. This constant monitoring of the water level of such lead-acid batteries is in in most cases cumbersome and restricts-the application possibilities, in particular in hard-to-reach places.
Die Erfindung ging von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren zur Verringerung der bei Überladung und Entladung infolge Bildung von Wasserstoff und Sauerstoff auftretenden Wasserverluste in Rkuiulatoren anzugeben, mittels welchem ein Ersetzen des verloren gegangenen Wassers erübrigt wird.The invention was based on the task at hand, a method for Reduction in overcharging and discharging due to the formation of hydrogen and Oxygen to indicate water losses occurring in Rkuiulatoren, by means of which there is no need to replace the lost water.
Das Kennzeichenende der Erfindung ist darin zu sehen, daß das entstehende Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch katalytisch verbrannt und in Form von Wasser dem Akkumulator wieder zugeführt wird.The characteristic end of the invention is to be seen in the fact that the resulting The hydrogen-oxygen mixture is catalytically burned and demineralized in the form of water Accumulator is fed back.
Zur Durchführung der katalytischen Verbrennung werden vorzugsweise Trägerkatalysatoren verwendet, die aus einem mineralischon Träger auf der Basis von Aluminiumsilikat oder -oxid bestehen, auf die als katalysierender Stoff ein Metall der Platingruppe, insbesondere Palladium, aufgebracht ist, Derartige Katalysatoren sind bereits bei Raumtemperatur wirksam und setzen den wesentlichen Teil des entstehenden Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisches wieder zu Wasser um.To carry out the catalytic combustion are preferably Supported catalysts are used, which are based on a mineral-based carrier consist of aluminum silicate or oxide, which act as a catalyzing substance Metal the Platinum group, in particular palladium, is applied, Such catalysts are already effective at room temperature and are essential Part of the resulting hydrogen-oxygen mixture is converted back into water.
Die Wirksamkeit derartiger Katalysatoren wird jedoch nach gewisser Zeit durch Aufnahme des gebildeten Wassers in die Kapillarräume der Träger herabgesetzt, wobei sie an Formfestigkeit und dardber hinaus an katalytischer Funktion verlieren können.The effectiveness of such catalysts is, however, to a certain extent Time reduced by absorption of the water formed into the capillary spaces of the carrier, whereby they lose their dimensional stability and, moreover, their catalytic function can.
Die Wirksamkeit und Formbeständigkeit dieser Katalysatoren läßt sich nun überraschenderweise wesentlich verbessern, indem diesen durch Behandlung mit Organohalogensilanen auf ihrer Oberfläche bzw. der Oberfläche des Trägermaterials hydrophobe Eigenschaften verliehen werden. Ihr Benetzungsverhalten gegenüber Wasser wird hierbei völlig verändert. Das aus dem durch Elektrolyse zu Wasserstoff und Sauerstoff und katalytische Verbrennung des Gasge misches gebildete Wasser wird nicht mehr benetzen sondern kondensieren auf der äussersten Oberfläche des Katalysators zu größer werdenden Tropfen, wobei die Innenräume der Katalysatoren bzw. deren Träger unbenetzt und Formfestigkeit und katalytische Wirksamkeit voll erhalten bleiben.The effectiveness and dimensional stability of these catalysts can be now, surprisingly, improve significantly by treating this with Organohalosilanes on their surface or the surface of the carrier material hydrophobic properties are imparted. Your wetting behavior towards water is completely changed here. That from the through electrolysis to hydrogen and Oxygen and catalytic combustion of the gas mixture is formed water no longer wet but condense on the outermost surface of the catalyst to larger droplets, the interiors of the catalysts or their supports unwetted and dimensional stability and catalytic effectiveness are fully retained.
Zur Hydrophobierung derartiger Katalysatoren bzw. deren Trägermassen werden diese beispielsweise mit Organohalogensilanen, insbesondere Dimethyldichlorsilan, in der Dampfphase behandelt oderses werden den Trägermassen vor deren Formgebung. z.B. zu Pellets, bereits hydrophobes Material zugemischt oder die Gesamtmenge des Trägermaterials durch feinteiliges bereits hydrophobiertes Trägermaterial ersetzt.For the hydrophobization of such catalysts or their carrier materials these are for example with organohalosilanes, especially dimethyldichlorosilane, Treated in the vapor phase or the carrier masses are treated before they are shaped. e.g. to pellets, already mixed with hydrophobic material or the total amount of Carrier material replaced by finely divided carrier material that has already been hydrophobized.
Als derartig hydrophobierte Substanzen können hydrophobierte Kieselsäuren bzw. Aluminiumoxid oder Silikate verwendet werden9 welche sowohl auf, synthetischem Wege gewonnen wurden, als auch aus natürlichen Stoffen bestehen.Hydrophobized silicas can be used as such hydrophobized substances or aluminum oxide or silicates are used9 which both on, synthetically, as well as consist of natural substances.
In praktischen Versuchen wurde gefunden, dass bei Verwendung dieser Iiatalyaatorcn der Wasserverlust von Akkumulatoren um etwa 9/10 verringert werden kann und damit die Wartungszeiten <1cs Akkus ontsprochond heraufgesetzt werden.In practical tests it has been found that when using this Iiatalyaatorcn the water loss from accumulators can be reduced by about 9/10 can be increased and thus the maintenance times <1cs batteries ontsprochond.
Eine bevorzugte Form der Anbringung dieser Sclcumulatoren ist in der beiliegenden schematischen Zeichnung wiedergegeben, ;nn erkennt einen Akkumulator 1 mit Elektroden 7 und 8 und einen Elektrolyton 12, oborhalb dessen, den kathodenraum 11 des Akkumulators 1 nach oben abschliessend, s@@ch zunächst ein Filter, z.B. ein Glasvlies 2, und über diesem Glasvlies 2 in gewissem Abstand über einer durchlöcherten Kunststoffplatte 3 Katalysatoren 4, z.B. in Form von Pellets, angeordnet sind. Das aus dem Kathodenraum 11 austretende Wasserstoff-Sauerstoff-Cemisch durchströmt zunächst das Glasvlies 2 untl wird dann an den Katalysatorelementen 4 zu Wasser verbrannt. Das zurückströmende Wasser wird in dem Glasvlies 2 gefiltert, so dass beispielsweise geringe Mengen der Katalysatorsubstanz, die bei den relativ langen Gebrauchszeiten aus dem Katalysatorbett 4 austreten können, jedoch nicht in den Kathodenraum gelangen dürfen, aufgefangen werden.A preferred form of attachment of these accumulators is in enclosed schematic drawing; nn recognizes an accumulator 1 with electrodes 7 and 8 and an electrolyte clay 12, above which, the cathode compartment 11 of the accumulator 1 finally upwards, s @@ ch first a filter, e.g. a Glass fleece 2, and above this glass fleece 2 at a certain distance above a perforated Plastic plate 3 catalysts 4, e.g. in the form of pellets, are arranged. That The hydrogen-oxygen mixture emerging from the cathode space 11 initially flows through it the glass fleece 2 untl is then burned on the catalyst elements 4 to form water. The water flowing back is filtered in the glass fleece 2, so that for example small amounts of the catalyst substance, which with the relatively long periods of use can exit from the catalyst bed 4, but not get into the cathode compartment may be caught.
an erkennt ferner noch eine den Akkumulator abschliessende Vergussplatte 5, welche von den gerben das Xatalysatorbett 4 abisolierten Elektrodenzuführ und 81 durchbrochen werden. Der Einfüllstutzen wird durch einen Stopfen 6 verschlossen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die leitenden Verbindungen zwischen den einzelnen Plus-Elektroden und Minus-Elektroden nicht eingezeichnet.also recognizes a potting plate 5 which closes the accumulator and which feeds the electrodes, which have been stripped of the tanned catalyst bed 4 and 81 are broken. The filler neck is closed by a plug 6. For the sake of clarity, the conductive connections between the individual plus electrodes and minus electrodes are not shown.
Im Folgenden wird anhand von vergleichenden Beispielen die Wirkungsweise des erfindungegemässen Verfahrens näher erläutern: Die Versuche wurden an handelsëblichen Akkus (2 v, 66 A/H).In the following, the mode of operation is illustrated using comparative examples explain the process according to the invention in more detail: The tests were carried out on commercial Batteries (2 v, 66 A / H).
gefüllt mit einem 6 igen Kieselsäure-Akkusäure-Gel, durchgeführt. Geprüft wurde die Wirksamkeit von verschiedenen Palladium-Katalysatoren bei : a. Dauerüberladung mit unterschiedlichen Stromstärken, be Stossüberladung mit regelmässiger Abwechslung von Überladungs- und Ruheperioden und c, Feuchtigkeitseinwirkung auf den Katalysator.filled with a 6 igen silicic acid battery acid gel. The effectiveness of various palladium catalysts was tested for: a. Continuous overloading with different amperages, in the case of shock overloading with regular Alternation of overload and rest periods and c, exposure to moisture the catalyst.
Die verwendeten Palladium-Katalysatoren unterscheiden sich nach Konzentration des Palladiums und /hydrophilem bzw.The palladium catalysts used differ according to the concentration of palladium and / hydrophilic resp.
hydrophobem Charakter und wurden in einer Menge von 4o g eingefüllt.hydrophobic character and were filled in an amount of 40 g.
Zu a) insbesondere tritt bei Akkus in Kraftfahrzeugen je nachLichtmaschine und Einstellung des Reglers eine unterschiedlich hohe Überladungsstromstärke auf. Diese Stromstärke liegt in der Grössenordnung von einigen Ampere Mit grösser werdender Überladungsstromstärke wächst die Menge des nicht katalysienen-Knallgases und damit der Wasserverlust.To a) particularly applies to batteries in motor vehicles, depending on the alternator and setting the controller to different levels of overcharge current. This amperage is in the order of magnitude of a few amperes as it increases Overcharge current increases the amount of non-catalyzed oxyhydrogen and thus the water loss.
;3ci den Versuchen zeigte sich, dass der Wasserverlus-t dout lich zurückging, wobei die hydrophobierten Katalysatoren wirksamer waren als die unveränderten hydrophilen Katalysatoren. Ausserdem tritt bei den hydrophoben Typen nach einer ieingeren Katalyse-Dauer eine Steigerung der Wirksamkeit ein.; 3ci the experiments showed that the water loss is dout lich decreased, the hydrophobized catalysts being more effective than the unchanged ones hydrophilic catalysts. In addition, with the hydrophobic types after a The shorter the duration of the catalysis increases the effectiveness.
Wenn man den Wasserverlust eines herkömmlichen Bleiakkus pro A/h Überladung mit 100 % ansetzt, liegt der Verlust bei Katalysator-Zusatz in der Grössenordnung von 1-50 . Die besten Resultate wurden mit einem 1 %igen (Palladium)hydrophobierten katalysator erzielt.If you consider the water loss of a conventional lead battery per A / h overcharging starts at 100%, the loss with the addition of a catalyst is of the order of magnitude from 1-50. the The best results were obtained with a 1% (palladium) water repellent catalyst achieved.
In der Tabelle 1 sind die Ergebnisse unter Verwendung verschiedener Katalysatoren im Vergleich zu einem Bllndversuch wiedergegeben.In Table 1 are the results using various Catalysts shown in comparison to a blind test.
Zu b) Nach dem Beginn der Stoss-Überladung braucht jeder Katalysator eine gewisse Zeit/bis die Katalyse in Gang kommt. Dies äussert sich in einem höheren Wasserverlust gegenüber der Dauerüberladung bei gleichem Stromdurchgang. Durch Anwendung der hydrophoben Katalysatoren konnte der Wasserverlust Akkvauf ca. 10 % herabgesetzt werden.Regarding b) After the start of the shock overload, every catalyst needs a catalytic converter a certain time / until the catalysis starts. This manifests itself in a higher one Water loss compared to permanent overload with the same current passage. By application the hydrophobic catalysts could reduce the water loss Akkv to approx. 10% will.
In der Tabelle II sind die Ergebnisse unter Verwendung verschiedener Katalysatoren im Vergleich zu einem Blindversuch wiedergegeben.In Table II the results are given using various Catalysts shown in comparison with a blank test.
Zu c) Die Wirksamkeit der Katalysatoren bleibt nur solange erhalten, als das Knallgas ungehinderten Zutritt zu den Palladium-Teilchen hat. Katalysiertes Wasser und Feuchtigkeit führen jedoch bald zur Bedeckung der Katalysatoren, welche erst wieder nach dem Abtropfen des Wassers anspringen. Bei hydrophilen Katalysatoren besteht daher die Gefahr, dass diese nach gewisser Zeit durch Einziehung von Wasser in die Kapillarräume an Wirksamkeit verlieren und passiv werden und erst nach Abtrocknung wieder zu katalysieren vermögen.Re c) The effectiveness of the catalysts is only maintained as long as when the oxyhydrogen gas has unimpeded access to the palladium particles. Catalyzed However, water and moisture soon cover the catalysts, which only start again after the water has dripped off. With hydrophilic catalysts there is therefore a risk that this will after a certain period of time be caused by the drawing in of water in the capillary spaces lose effectiveness and become passive and only after drying able to catalyze again.
iydrophobierte Katalysatoren benetzen dagegen selbst beim Eintauchen
in Wasser nicht und katalysieren das Knallgas sofort wieder, sobald das Wasser abgelaufen
ist (vgl. Tabelle III)
Tabelle I
Bei dem Durcheiten der gleichen Änallgasmenge ergab sich folgendes
Bild :
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681812518 DE1812518A1 (en) | 1968-12-04 | 1968-12-04 | Accumulator water loss reduction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681812518 DE1812518A1 (en) | 1968-12-04 | 1968-12-04 | Accumulator water loss reduction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1812518A1 true DE1812518A1 (en) | 1970-06-18 |
Family
ID=5715139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681812518 Pending DE1812518A1 (en) | 1968-12-04 | 1968-12-04 | Accumulator water loss reduction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1812518A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2839352A1 (en) * | 1977-09-20 | 1979-04-05 | Energy Dev Ass | METHOD OF MONITORING THE ELECTROLYTE PH IN AN ELECTROCHEMICAL REACTION SYSTEM |
FR2491264A1 (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-02 | Ca Atomic Energy Ltd | DEVICE FOR COMBINING AND CONDENSING HYDROGEN AND OXYGEN GAS, IN PARTICULAR FOR ACCUMULATORS |
EP0590356A1 (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-06 | VB Autobatterie GmbH | Multicell lead-acid accumulator |
EP0590357A1 (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-06 | VB Autobatterie GmbH | Multicell lead accumulator |
US5423967A (en) * | 1992-07-16 | 1995-06-13 | Technova Inc. | Gaseous-diffusion electrode and electrochemical reactor using the same |
-
1968
- 1968-12-04 DE DE19681812518 patent/DE1812518A1/en active Pending
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