DE1916340A1 - Verfahren zur Herstellung eines Wolframcarbidkatalysators fuer Brennstoffzellen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Wolframcarbidkatalysators fuer Brennstoffzellen

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tungsten carbide
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Dieter Baganz
Harald Dr Boehm
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    • H01M4/00—Electrodes
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
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Description

  • Verfahren zur Herstellung eines Wolfraicarbidkatalysator für Brennstoffsellen Bei Brennstoffzellen mit saurem Elektrolyten wird zur anodischen Oxydation von Wasserstoff z0B. Wolframcarbid als Katalysator eingesetzt. Zur Herstellung von porösen Gasdiffusionselektroden wird Wolframcarbid kleiner Korngröße in einem thermoplastischen Kunststoff eingelagert. Die Herstellung des Wolframcarbide selbst kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. Es ist s.B.
  • bekannt, Wolframcarbid durch Reaktion von litivkohle mit Wolframpulver oder pulverförmigen Wolframoxiden zu erzeugen, oder die vorgenannten Ausgangsstoffe mit Kohlenwassestoff zu carburieren.
  • Die bei dem genannten Verfahren erzielbare katalytische Aktivität reicht Jedoch für einen wirtschaftlichen Einsatz in Brennstoffzellen nicht aus.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Wolframcarbid anzugeben, das die für einen wirtschaftlichen Einsatz notwendige Aktivität aufweist.
  • Es wurde nun überraschend gefunden, daß diese Auf gabe dadurch gelöst wird, daß Wolfram oder Wolframoxid bei erhöhter Temperatur mit Kohlenmonoxid carburiert wird.
  • In einer Abwandlung des Verfahrens werden die genannten Ausgangsstoffe bei erhöhter Temperatur mit einem Gemisch aus Kohlenmonoxid mit Kohlendioxid behandelt. Be sonders günstige Ergebnisse werden dabei mit einem Gasgemisch erzielt, daß 0,1 bis 60 56 Kohlendioxid enthält. Die Carburierung erfolgt vorteilhaft bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 15000 a, wobei bei Behandlungszeiten von 4 bis 16 Stunden als ausreichend und notwendig anzusehen sind.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird das Ausgangsmaterial, z. B. pulverförmiges Wolfram, in einen Drehrohrofen mit z.B. Kohlenmonoxid carburiert. Die Behandlungszeit richtet sich nach der Korngröße des Ausgangsmaterials. Bei einer Korngröße von 0, 3 ist bei einer Temperatur von 700° C zur vollständigen Carburierung eine Behandlungszeit von 7 bis 10 Stunden notwending.
  • Durch die ständige Umwäl ung in dem Drohrohrofen wird ein homogenes Endprodukt erzielt, daß ohne weitere Aktivierung nach bekannten Verfahren zu Gasdiffusions elektroden verarbeitet werden kann.
  • In der Figur sind 3 Stromspannungskurven dargestellt, wie sie sich in einer Brennstoffzelle bei der anodischen Oxydation von Wasserstof an einer Gasdiffusionselektrode aus Wolframcarbid ergeben. Während die Kurven 1 und 2 an naoh bekannten Verfahren hergestellten Wolframcarbidelektroden erhalten wurden, gibt die Stromspannungscharakteristik der Kurve 3 den Verlauf wieder, der mit einer Gasdiffusionselektrode unter Verwendung von Wolfra.cartid gemäß der Erfinduiag erhalten wurde.
  • Aus der Figur ist ohne weiteres die Fortschrittlichkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung bezüglich der erhöhten katalyischen Aktivität zu entnehmen.
  • Gasdiffusionselektroden aus Wolframcarbid gemäß der Erfindung werden besonders vorteilhaft in Brennstoffzellen mit saurem Elektrolyten eingesetzt, wobei als Brennstoff bevorzugt Wasserstoff oder Kohlenmonoxid oxydiert wird.

Claims (6)

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung von Wolframcarbid als Katalysator für Brennstoffzellen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Wolfram oder Wolframoxid bei erhöhter Temperatur mit Kohlenmonoxid carburiert wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Wolframcarbid als Katalysator für Brennstoffzellen, d a d u r c h g e k e n n z-e i c h n e t, daß Wolfram oder Wolframoxid bei erhöhter Temperatur mit einem Gemilch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid carburiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r ch g ek e n n z e i c h n e t, daß in dem Gasgemisch 0,1 bis 60 % Kohlendioxid enthalten ist.
4. Verfahren nach den Ansprächen 1 bis 3, dad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Carburierung bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 1500 0C erfolgt.
5. Wolframcarbid nach den Ansprüchen 1 bis 4, g ek e n n z e i c h n e t durch seine Verwendung als Elektrode in einer Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyt.
6. Wolframcarbid nach den Ansprüchen 1 bis 5, g ek e n n z e i c h n e t durch seine Verwendung zur Oxydation von Wasserstoff oder Kohlenmonoxid.
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