DE69215676T2

DE69215676T2 - Transport und Speicherbehälter für elektrischer Brennstoff

Info

Publication number: DE69215676T2
Application number: DE69215676T
Authority: DE
Inventors: Jonathan R Goldstein
Original assignee: Electric Fuel EFL Ltd
Current assignee: Electric Fuel EFL Ltd
Priority date: 1992-09-15
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-09-16
Also published as: ATE146012T1; DE69215676D1; EP0589100B1; US5411815A; EP0589100A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speicher- und Transportbehälter für elektrischen Brennstoff. Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung einen Speicher- und Transportbehälter, der einen Schlamm aus Zink und einer wässrigen Lösung enthält, der als ein elektrischer Brennstoff verwendbar ist, und der als solcher in kompakten oder vorbereiteten Anodenkassetten transportiert werden kann.
In der Vergangenheit sind verschiedene Vorschläge für elektrisch betriebene Fahrzeuge gemacht worden. Aus einer Anzahl von Gründen müssen elektrische Fahrzeugsysteme für den Stadtverkehr jetzt kommerziell noch allgemein interessant werden. Es hat Vorschläge für die Verwendung von Zink-Luft- Batterien als Stadtfahrzeug-Antrieb gegeben. Ein Beispiel ist die folgende Publikation: "Improved slurry zinc-air systems as batteries for urban vehide propulsion" von P.C. Foller, Journal of Applied Electrochemistry 16(1986), Seite 527 - 543.
In der Publikation "Machine Design" vom 21. September 1998 erfolgte ein Rückblick auf elektrische Batterien und Fahrzeuge und es wurde herausgefunden, daß Lieferwagen wahrscheinlich die ersten kommerziell hergestellten, elektrisch angetriebenen Fahrzeuge sind.
Der Bedford CF-Elektrolieferwagen, der eine Blei-Säure- Batterie verwendet, wird in England hergestellt. Er hat eine Reichweite von 80-96 km (50-60 Meilen) und eine Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h (50 mph), wie dies im "Standard Handbook for Electrical Engineers" wiedergegeben ist.
Metall-Luft-Batteriestrukturen sind in den folgenden Publikationen veröffentlicht worden: US-PS-4842963 mit dem Titel "Zinkelektrode und wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie"; US-PS-4147839 mit dem Titel "Elektrochemische Zellen mit gerührtem Schlamm"; US-PS-4908281 mit dem Titel "Metall- Luft-Batterie mit umlaufendem Elektrolyt"; US-PS-3847671 mit dem Titel "Hydraulisch wiederladbares, depolarisiertes Metall-Gas-Batteriesystem"; US-PS-4925744 mit dem Titel "Primär-Aluminium-Luft-Batterie"; US-PS-3716413 mit dem Titel "Wiederaufladbare Elektrochemische Brennstoffversorgung". In der US-PS-3592698 mit dem Titel "Metall-Brennstoffbatterie mit im Elektrolyt suspendiertem Brennstoff", ist unter anderem ein Verfahren zum Umwälzen eines Elektrolyt Metall-Brennstoffpulvergemisches durch die Batterie beschrieben; die US-PS-4126733 mit dem Titel "Elektrochemischer Generator mit einer Elektrode in Form einer Suspension" bezieht sich auf einen ähnlichen Gegenstand, der eine umgewälzte Suspension aus inerten Kernen, die mit einem elektrochemisch aktiven Material beschichtet sind, aufweisen. In der US-PS-4341847 mit dem Titel "Elektrochemische Zinkoxid-Zelle" ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Elektrolyt in dem Ringraum zwischen konzentrischen Elektroden zirkuliert.
Elektrische Energiespeichersysteme sind in den folgenden Publikationen beschrieben: US-PS-4843251 mit dem Titel "Energiespeicher und Versorgung"; "Energie auf Anruf" von John A. Casazza et al; IEEE-Spektrum, Juni 1975, Seite 44-47; US-PS-4275310 mit dem Titel "Spitzenleistungserzeugung"; US-PS-4124805 mit dem Titel "Stromerzeugung ohne Umweltverschmutzung und Spitzenleistungslast-Rasiersystem"; US- PS-4797566 mit dem Titel "Energiespeicherapparat".
Die Regeneration eines verbrauchten, zinkenthaltenden alkalischen Elektrolyten ist in einer Anzahl von früheren Patenten beschrieben. Beispielsweise wird gemäß der US-PS- 3847671 (vorstehend genannt) der gesamte, verbrauchte Elektrolyt einer Elektrolyse unterzogen, wobei wenn Zink an der Kathode abgeschieden ist, dieses mit einem Wischblatt entfernt wird. Das so entfernte Zink ist wesentlich schwerer als der Elektrolyt (35-40% KOH) und fällt daher auf den Boden jeder Zelle. In der US-PS-3981747 wird vorgeschlagen, das verbrauchte Zink in einem alkalischen Elektrolyten durch Reaktion mit einem stark reduzierenden Metall, wie beispielsweise Magnesium oder Aluminium zu regenerieren, das das Zink ersetzt. In der US-PS-4341847 (ebenfalls vorstehend genannt) wird das im alkalischen Elektrolyt verbrauchte Zink entweder durch Stromumkehr und Überziehen der Anode mit Zink oder lediglich durch mechanisches Ersetzen der Zinkoxidpartikel durch aktive Zinkpartikel, wie beispielsweise in der EP-A-0555581 beschrieben, regeneriert.
Metall-Luft- und insbesondere Zink-Luft-Batteriesysteme sind allgemein bekannt, und, infolge ihrer hohen Energiedichten ihres relativ sicheren Betriebes und der Möglichkeit der leichten mechanischen wiederaufladung, wurden solche Systeme als Energiequelle für elektrisch angetriebene Fahrzeuge vorgeschlagen. Bis heute müssen aus verschiedenen Gründen solche Systeme noch auf signifikanten, kommerziellen Erfolg warten.
Für die Verwendung als Fahrzeugantrieb ist sehr zu wünschen, daß eine Batterie eine hohe spezifische Energie relativ zu ihrem Eigengewicht hat. Blei-Säure-Batterien erzeugen nur 30-40 Wh/kg und selbst der Hochtemperatur-Natrium-Schwefel-Typ bringt es nur auf 100 Wh/kg. Hierin liegt ein zentraler Vorteil der Zink-Luft-Batterie, die mit 150-250 Wh/kg höher als jede andere zur Verfügung stehende, wiederaufladbare Batterie eingestuft wird.
Einer der grundsätzlichen Nachteile der Batteriesysteme als Energiequelle für Fahrzeugantrieb und insbesondere bei Zink-Luft-Batteriesystemen liegt in der Schwierigkeit des Erzielens der Kombination aus einer Stromquelle für hohen kontinuierlichen Strom, wie er beispielsweise bei langgestrecktem Bergauffahren erforderlich ist, und einem kurzzeitigen Höchstleistungsausgang, wie er bei schneller Beschleunigung benötigt wird, während gleichzeitig eine hohe Energiedichte und eine erleichterte schnelle Wiederaufladbarkeit aufrechterhalten wird.
Um andererseits eine Stromquelle mit hohem kontinuierlichem Strom zu erzielen, wird ein großes Reservoir an aktivem Anodenmaterial benötigt. Infolge des Platzes und anderer Gründe wird dies im allgemeinen am besten durch Einbauen eines hochporösen, aktiven Anodenelementes mit einer großen Oberfläche aktiven Anodenmaterials, erzielt.
Um im Gegensatz hierzu einen Ausgang mit hoher Spitzenleistung zu erzielen, d.h. dem Vermögen einen sehr hohen Leistungspegel für eine kurze Zeitspanne zu schaffen, haben Untersuchungen ergeben, daß eine feste Teilchenstruktur des aktiven anodischen Materials von Vorteil ist. Dies führt zu einer niederen Porositat bei den bekannten Pulveranoden und kann die Stromkapazität der Batterie drastisch reduzieren.
Bei den heute bekannten Batteriesystemen wurde bis heute viel Wert darauf gelegt, eine hohe Kapazität zu erzielen. Die Zinkanoden in verschiedenen Batteriesystemen werden im allgemeinen gemäß einer von zwei umfangreichen Herstellprozeßfamilien hergestellt: gemäß einer Familie, insbesondere anwendbar bei Primär-Alkalibatterien, wobei die Anoden aus feinpulversisiertem Zink, das üblicherweise durch einen thermischen Atomisierungsprozeß hergestellt ist, aufgebaut sind. Das resultierende Zinkpulver hat typischerweise eine Teilchengrößenverteilung zwischen 0,0075 bis 0,8 mm und eine Oberfläche zwischen 0,2 und 0,4 m²/g; wird im allgemeinen mit Quecksilber, Natrium, Karboxylmetylcellulose und KOH-Lösung kombiniert, um eine gelierte Masse zu bilden, die leicht zu einer Anodenform extrudiert werden kann. Alternativ kann das pulverisierte Zink gesintert werden, oder mit Quecksilber getränkt und zu einer Platte gepreßt werden. Porosität der Anode kann durch die Verwendung eines entfernbaren, porenbildenden Materials wie beispielsweise NH&sub4;Cl gesteuert werden. Die Dichte des Zinkanodenmatenalvorgängers, der für solches Verfahren verwendet worden ist, liegt üblicherweise im Bereich von 2,5 bis 3,5 g/cm³.
Gemäß der zweiten Herstellprozeßfamilie, für die ein Beispiel durch die Anode gegeben ist, welche in der US-PS- 4842963 von Ross vorgeschlagen worden ist, die als insbesondere geeignet für elektrisch wiederaufladbare Zink-Luft- Batterien angesehen wird, ist die Elektrode durch elektrolytisches Abscheiden von Zink an der Innenfläche des Schaum-Eleketrodenhalters hergestellt, um eine Zinkelektrode zu bilden. Dieses Patent verlangt jedoch eine verbesserte Zinkelektrode für eine wiederaufladbare Zink-Luft- Batterie, die einen Außenrahmen, eine poröse Schaumstoffelektrodenhalterung innerhalb dieses Rahmens hat, auf welcher Zink abgeschieden ist, und die vor dem Abscheiden des Zinks behandelt worden ist, um die Ausbildung von Zink-Dentriten auf der Außenfläche derselben unterbindet, und wobei Mittel innerhalb des Außenrahmens vorgesehen sind, um einen alkalischen Elektrolyt durch das Innere des behandelten zinkbeschichteten porösen Schaumstoffes umzuwälzen, und ein Batteriesystem, das eine Umwälzeinrichtung zum Umwälzen des alkalischen Elektrolyt durch sein Inneres einschließen muß, ist nicht praktisch oder wünschenswert. Bei typischen Stromdichten wurde herausgefunden, daß Zink- Luft-Batterien mit Anoden, die gemäß der vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt sind, bei der Schaffung einer Kombination aus schneller Wiederaufladbarkeit, hoher Stromkapazität und hohem Spitzenleistungsausgang versagen. Daher wäre es wünschenswert, eine Anode vorzuschlagen, die eine Batterie mit all diesen Eigenschaften bilden kann, d.h. hoher Stromdichte, schneller Ladbarkeit, hoher Stromkapazität und hohem Spitzenleistungsausgang.
Eine Anstrengung zur weiteren Erhöhung der Vorteile der Verwendung von Zink-Luft-Batteriesystemen für Fahrzeugantrieb ist nun in der EP-A-0555581 vorgeschlagen worden, um ein mechanisch wiederaufladbares Batteriesystem zu schaffen, das eine starre Anode hat, die so konstruiert ist, daß sie an einer periodischen Basis, wie beispielsweise bestimmten Servicestationen, die speziell für diesen Zweck ausgestattet sind, schnell herausgenommen und ausgetauscht werden kann. Das verbrauchte Anodenmaterial, das nach der Verwendung oxidiert worden ist, kann dann extern von der Batterie für spätere Wiederverwendung in anderen Batterien recycelt werden. Um das Recyling des aktiven anodischen Materials zu erleichtern, ist es notwendig, das verbrauchte anodische Material aus den anderen Anodenkomponenten zu separieren.
In der EP-A-0555581 ist eine verbesserte Zinkbatterieanode beschrieben und beansprucht, insbesondere für Zink-Luft- Batterien, bestehend aus einem im wesentlichen ebenen Skelettrahmen, der leitendes Metall enthält, das einen Teil seiner Oberfläche als offene Räume ausgebildet hat, und einem aktiven Zinkanodenelement, das den Skelettrahmen umschließt, wobei das aktive Anodenelement aus einem Schlamm aus porösem Granulat, das Zink enthält, gebildet ist, mit Elektrolyt impregniert und in diesem aufgehängt ist, und unter Druck auf den Skelettrahmen aufgepreßt ist.
Diese Veröffentlichung lehrt jedoch nicht oder schlägt nicht ein Verfahren zum Transportieren solcher Anoden und Speichern derselben für lange Zeitdauern vor.
Darüberhinaus ist es auch ein Problem, den losen Schlamm für das vor Ort Füllen von Anoden mit geladenem Schlamm zu transportieren und zu speichern oder den verbrauchten Schlamm abzuladen.
Diesen Stand der Technik vorausgesetzt, wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung ein Transport- und Speicherbehälter gemäß dem Anspruch 1 vorgeschlagen.
Die Erfindung schafft auch einen Transport- und Speicherbehälter gemäß dem Anspruch 7.
Elektrischer Brennstoff ist primär ein Schlamm aus Zinkteilchen und KOH-Lösung mit wahlweisen Zusätzen. Beim Batterieauftanken werden Anodenkassetten, die eine vorbestimmte Menge Schlamm, der jeweils zu einem einzelnen kupferbasierenden Stromkollektor gepreßt ist, in jede einzelne Zelle der Zink-Luft-Batterie eingesetzt, und die Zellen werden wie erforderlich mit KOH-Lösung aufgefüllt. Die Kassetten, die verbrauchten Schlamm enthalten, sind vorher aus der Batterie herausgezogen worden, um regeneriert zu werden.
Somit schafft die vorliegende Erfindung sowohl Mittel zum (a) Speichern/Transportieren von Schlamm enthaltenden Kassetten, und (b) Speichern/Transportieren des losen Schlamms für das vor-Ort-Füllen der Kassetten mit geladenem Schlamm, oder Entladen von verbrauchtem Schlamm aus den Kassetten.
Die Anstrengungen um chemische Sicherheit bei der Speicherung/dem Transport kämpfen im wesentlichen mit der Tendenz, daß der KOH-benetzte Schlamm gemäß der Reaktionsgleichung Zn + H&sub2;O = ZnO + H&sub2; leicht entflammbares Wasserstoffgas erzeugt, oder durch den Sauerstoff der Luft gemäß der Reaktionsgleichung 2 Zn + O&sub2; = 2ZnO oxidiert wird, insbesondere in Kontakt mit Fremdmetall (Selbstentladung), oder (wenn frei und ungeschützt gelassen) der Tendenz, auszutrocknen. Die KOH-Lösung ist chemisch auch infolge ihrer ätzenden Eigenschaften gefährlich.
Im Fall der Anodenkassetten ist der Behälter, der aus Kunststoff oder mit Kunststoff ausgekleidetem Metall sein kann, innen mit einer Zahnstangenanordnung versehen, um die Anodenkassetten an ihrem Ort zu halten. Der Behälter sollte mit Zugangsluken versehen sein, um die Kassetten herausnehmen zu können (beispielsweise durch eine Robotereinrichtung). Zusätzliche Merkmale sind Eingangs- und Ausgangsleitungen für KOH-Einfüllen/Entleeren und Spülen, Öffnungen für Inertgasspülen (beispielsweise Stickstoff), um Luft zu entfernen, Wasserstoff-Entlüftungsstopfen, die ein sicheres Entfernen von entstandenem Wasserstoff erlauben, und eine die Kassetten bedeckende Schicht KOH. Wasserstoff-Entlüftungsstopfen sind aus der Entgasungs-Blei-Säure-Zellen- Technologie allgemein bekannt. Der Entlüftungsstopfen kann ein herkömmliches Einweg-Drosselventil für die Blei-Säure- Batterie umfassen, welches kleine Mengen von angesammeltem Wasserstoffgas in die Umgebungsluft entläßt. Es stehen kommerziell auch spezielle Bauemheiten zur Verfügung, die den Wasserstoff aus der Luft in einem Katalysatorbett katalytisch rekombinieren, um Wasserdampf zu erzeugen 2H&sub2; + O&sub2; = 2H&sub2;O - wodurch der potentiell explosive Wasserstoff wirksam eliminiert wird.
Im Fall des Schlamm-Speicherns/Transports, würde der Behälter geeignet für das Transportieren und Ausgeben eines bestimmten Zink-KOH-Lösungs-Schlammes ohne Zahnstangen gefüllt werden. Beispielsweise könnte der Innenraum des Behälters an seinem Boden enger als an seiner Oberseite sein, wobei die Leitungen einen ausreichend großen Durchmesser haben würden, um ein leichtes Herausnehmen/Einleiten des geladenen oder entladenen Schlamms, beispielsweise durch Anschließen einer Schlammpumpe, zu erlauben.
Die Erfindung wird nun in Verbindung mit gewissen bevorzugten Ausführungsformen anhand der folgenden Figuren beschrieben, so daß sie vollständiger zu verstehen ist.
Unter spezifischer Bezugnahme auf die Figuren im einzelnen ist hervorzuheben, daß diese insbesondere nur als Beispiel und zur illustrativen Diskussion der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, und unter der Annahme präsentiert werden, daß angenommen wird, daß sie die nützlichste und am leichtesten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und der konzeptuellen Aspekte der Erfindung darstellen. In dieser Hinsicht wird kein Versuch unternommen, die strukturellen Details der Erfindung mehr im Detail zu zeigen als dies für ein grundsätzliches Verständnis der Erfindung notwendig ist, wobei die Beschreibung anhand der Figuren für den Fachmann klar ersehen läßt, wie die verschiedenen Formen der Erfindung in der Praxis ausgeführt sein können.
In den Figuren zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung, teilweise weggebrochen;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Behälters in perspektivischer, teilweise weggebrochener Darstellung, wobei ein Stromsammelrahmen teilweise herausgezogen worden ist;
Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform der Rahmen und Trennelemente, in einer perspektivischen Darstellung, wobei ein Trennelement zur besseren Erläuterung teilweise herausgezogen dargestellt ist;
Fig. 4 ein teilweise gefüllter, unterteilter Behälter mit entferntem Deckel in perspektivischer Darstellung;
Fig. 5 ein unterteilter Behälter, der mit Elektrolytöffnungen versehen ist, in einer Vorderansicht teilweise herausgebrochen; und
Fig. 6 ein ähnlicher, unterteilter Behälter, der mit weiteren Öffnungen und einer Zugangsluke versehen ist, in einer Vorderansicht teilweise herausgebrochen.
Aus der Fig. 1 ist ein Transport- und Speicherbehälter 10 zu ersehen, der für die Komponenten einer Zink-Luft-Batterie verwendbar ist. Die Figur zeigt einen langgestreckten Behälter 12 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt, der mit einem innen ausgehöhlten, abgedichteten Deckel 14 versehen ist. Der nahezu quadratische Querschnitt gibt ein hohes Volumen/Wandfläche-Verhältnis, während der ausgehöhlte Deckel das Entlüften des Wasserstoffs und den Widerstand gegenüber Gasdruck erleichtert.
Die Basis 13 des Behälters 12 kann vorteilhafterweise etwas enger als die obere Stirnfläche 15 gemacht sein.
Der Behälter 12 kann zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff gegossen sein. Insbesondere geeignet ist Polypropylen, das niederes Gewicht und Zähigkeit mit ausgezeichnetem chemischem Widerstand kombiniert.
Eine weitere geeignete Konstruktion für den Behälter 12 ist eine Außenhülse aus Metall und eine innere Auskleidung aus Kunststoff, wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist.
Der Behälter 10 enthält einen Schlamm aus Zink 16 und einer wässrigen, alkalischen Lösung 18, der als ein elektrischer Brennstoff für eine Zink-Luft-Batterie verwendbar ist. Die wässrige, alkalische Lösung 18 enthält vorzugsweise KOH.
Am höchsten Punkt des Deckels 14 ist wenigstens eine Wasserstoff-Entlüftungsöffnung 20 vorgesehen, um jegliches H&sub2; - Gas, welches vom Schlamm 16 erzeugt wird, abzuleiten. Wo der Behälter 10 in einem offenen Gelände verwendet wird, kann die Entlüftungsöffnung 20 mit einem herkömmlichen Einweg-Drosselventil 22 versehen sein, welches es erlaubt, daß kleine Mengen akkumulierten Wasserstoffgases in die Umgebungsluft entweichen können. Wenn der Behälter in einem geschlossenen Raum verwendet werden soll, ist es besser in der Entlüftungsöffnung 20 eine Katalysator-Gas-Kombinationseinheit 24 zu verwenden, wie sie kommerziell beispielsweise von der Firma Hydrocup-Corporation, Miami, Florida, erhältlich ist. Die Einheit 24 verbindet Sauerstoff aus der Umgebungsluft mit dem emittierten Wasserstoff, erzeugt Wasserdampf und Wärme und eliminiert wirksam den potentiell explosiven Wasserstoff.
Dieser Behälter ist vorzugsweise auch mit einer Eingangsund einer Ausgangsöffnung (nicht dargestellt) zum Einleiten und Abziehen von Schlamm ähnlich wie bei den in der Fig. 5 gezeigten Teilen, versehen.
Fig. 2 zeigt einen Transport- und Speicherbehälter 26 der im wesentlichen ähnlich wie der Behälter 10 ist, jedoch mit einem Metallaußengehäuse 25 und einer inneren Auskleidung aus Kunststoff 27 versehen ist.
Der Zinkschlamm 16 ist in einer Vielzahl von einzelnen Stromsammelrahmen 28 gehalten, von denen einer 28 zur Erläuterung so dargestellt ist, daß er teilweise aus dem Behälter 26 herausgezogen ist.
Der Schlamm 16 ist vorzugsweise zu einer im wesentlichen starren Masse auf jeden Rahmen 28 aufgepreßt.
Beispielsweise kann der Rahmen 28 zweckmäßigerweise die Größe von 25 cm² und eine Dicke von 7 mm haben, und wird ungefähr 500 g wiegen. Ein Zweitonnen-Lastwagen, der durch eine Zink-Luft-Batterie getrieben wird, die 300 solche Rahmen hat, hat ungefähr 50 kWh-Energie zur Verfügung, was einen Fahrbereich von 400 km ermöglicht und kann eine Spitzengeschwindigkeit von ungefähr 112 km/h erreichen. Anzumerken ist, daß ein derartiger Batteriesatz nur ungefähr 220 kg wiegt, und daher einen Antrieb bildet, der mit einem eingebauten Verbrennungsmotor vergleichbar ist, der normalerweise in ein Fahrzeug dieser Größe eingebaut ist.
In der Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Rahmen 28 gezeigt, wie sie in dem Transport- und Speicherbehälter 10 oder 26 verwendet werden.
Die Rahmen 28 sind in einer Reihe 30 angeordnet, und weiterhin ist zwischen jedem Paar benachbarter Rahmen wenigstens ein externes, elektrolytdurchlässiges Brennelement 32 vorgesehen, das in der Nähe der Oberfläche einer Hauptfläche 34 der starren Masse eines gepreßten Schlammes 16 angeordnet ist und diese schützt.
Zur Erläuterung ist ein Trennelement teilweise herausgezogen dargestellt.
Ein geeignetes Trennelement 32 ist leicht aus einem kommerziell erhältlichen billigen Kunststoffnetz herzustellen, das aus irgendeinem Kunststoff hergestellt ist, welcher nicht durch den alkalischen Elektrolyt angegriffen wird, beispielsweise Nylon, PVC, Polypropylen oder Fluorpolymere.
Fig. 4 zeigt einen teilweise gefüllten, innen unterteilten Transport- und Speicherbehälter 36. Der Deckel ist nicht dargestellt, um die innenliegenden Teile zu zeigen.
Bei der Ausführungsform ist zu ersehen, daß die Behälterseitenwände 38, 40 mit vertikal verlaufenden Rippen 42 versehen sind, um eine Vielzahl von Schlamm enthaltenden Anodenkassetten 44 zu halten.
Trennelemente, wie sie anhand der Fig. 3 beschrieben sind, sind konsequenterweise nicht erforderlich und irgendeine oder alle Kassetten 44 können leicht aus dem Behälter 36 herausgenommen und ausgetauscht werden.
Fig. 5 zeigt einen innen unterteilten Transport- und Speicherbehälter 46 zum Halten einer Vielzahl von Anodenkassetten 44. Der Behälter 46 ist dem Behälter 36 ähnlich.
Der Behälter 46 ist jedoch mit einer Eingangsöffnung 50 und einer Ausgangsöffnung 52 zum Einleiten und Abziehen der wässrigen, alkalischen Lösung 43, die als Elektrolyt dient, versehen.
Es ist zu ersehen, daß diese Anordnung Einfüllen, Nachfüllen oder Austauschen von Elektrolyt ohne Öffnen des Behälters erlaubt.
Wie vorstehend beschrieben, ist auch wenigstens eine Wasserstoffentlüftungsöffnung 20 zum Ableiten von H&sub2; vorgesehen.
Fig. 6 zeigt einen unterteilten Transport- und Speicherbehälter 54, der ebenfalls dem Behälter 36 ähnlich ist, der jedoch mit weiteren Öffnungen und einer Zugangsluke 56 versehen ist.
Eine luftdichte Zugangsluke 56 zur Erleichterung des Einsetzens und Entfernens der Kassetten 70 durch diese, deckt die obere offene Fläche 57 des Behälters 54 ab.
Es sind sowohl ein Dichtungselement 58 als auch Klinkenmittel 60 für den Behälter 54 vorgesehen.
In dieser bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin eine Öffnung 64 für das Entfernen von Luft und wenigstens eine Öffnung 66 für Spülen mit Inertgas vorgesehen. Für die Verwendung als Spülmittel ist Stickstoff geeignet. Da dieses Gas etwas leichter als Luft ist, und es entfernt und ausgetauscht werden soll, ist die Öffnung 66 am höchsten Punkt der Luke 56 positioniert. Luft kann über die Öffnung 64 nach außen austreten, die an einem tieferen Punkt positioniert ist. Beide Öffnungen 64, 66 sind mit einem entfernbaren Verschluß 68 versehen, um das Eintreten von Luft und den Verlust von Elektrolyt 53 zu verhindern.
Vorzugsweise sind in dem Behälter 54 eine Vielzahl von Metall-Luft-Batterieanodenkassetten 70 angeordnet und gehalten. Jede Kassette 70 hat einen im wesentlichen ebenen Skelettrahmen 72, der das elektrisch leitfähige Metall enthält. Ein Teil der Kassettenoberf läche ist in Form von offenen Räumen gebildet. Ein aktives Zinkanodenelement 54 umgreift den Rahmen 72, das Anodenelement 74 ist aus einem Schlamm 76 gebildet, der aus porösem Granulat, welches Zink enthält, besteht, das mit einem Elektrolyt 53 getränkt und in diesem aufgehängt ist, und unter Druck gepreßt worden ist, um mit dem Skelettrahmen 72 eine Bauemheit zu bilden.
Für den Fachmann ist klar zu ersehen, daß die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der vorstehend illustrierten Ausführungsformen begrenzt ist, und daß die vorliegende Erfindung auch in anderen spezifischen Formen enthalten sein kann, ohne daß von ihren wesentlichen Merkmalen abgewichen wird. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht zur Erläuterung und nicht zur Begrenzung anzusehen, wobei der Schutzumfang der Erfindung durch die anhängenden Patentansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung angegeben ist, und alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Aquivalenzbereiches der Patentansprüche liegen, sind damit als von diesen eingeschlossen zu betrachten.

Claims

1. Starrer, wiederverwendbarer Transport- und Speicherbehälter, der einen KOH-benetzten Schlamm aus Zinkteilchen enthält, welcher als elektrischer Brennstoff für eine Zink- Luft-Batterie verwendbar ist, wobei der Behälter mit wenigstens einer Wasserstoff-Verbindungsvorrichtung versehen ist, die eine Außenfläche hat, von der wenigstens ein Teil in die den Behälter umgebende Luft ragt, um jegliches vom Schlamm erzeugtes H&sub2; abzuleiten, damit dieses an der Außenfläche mit dem Sauerstoff in der den Behälter umgebenden Luft in Kontakt gelangt und eine Verbindung eingeht, wobei der Kontakt des intern erzeugten und am Behälter ausgestoßenen H&sub2; mit dem Sauerstoff in der den Behälter umgebenden Luft potientiell explosiven Wasserstoff eliminiert.

2. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 1, wobei der Schlamm in einer Vielzahl von einzelnen Strom- Sammelrahmen gehalten wird.

3. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 1, wobei der Schlamm als eine im wesentlichen starre Masse KOH-benetzten Schlammes auf einer Vielzahl von Strom-Sammelrahmen verfestigt ist.

4. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 1, wobei jeder der Rahmen weiterhin mit wenigstens einem externen elektrolyt-durchlässigen Trennelement, angrenzend an die Oberfläche der starren Masse verfestigten KOH-benetzten Schlammes und diese schützend, versehen ist.

5. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 1, wobei die wassrige, alkalihaltige Lösung KOH enthält.

6. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 1, wobei der Behälter innen in Abteile unterteilt ist, um eine Vielzahl von Schlamm enthaltenden Anodenkassetten aufzunehmen.

7. Starrer, wiederverwendbarer Transport- und Speicherbehälter zum Halten einer Vielzahl von Schlamm enthaltenden Anodenkassetten, wobei der Behälter innen in Abteile unterteilt ist, um eine Vielzahl von Anodenkassetten zu halten, und mit Eingangs- und Ausgangsöf fnungen zum Einleiten und Herausleiten einer wässrigen, alkalihaltigen Lösung, sowie auch mit Wasserstoffabzugsöffnungen zum Ableiten von H&sub2; versehen ist.

8. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 7, weiterhin mit wenigstens einer luftdichten Zugangsluke, um das Einsetzen und Herausnehmen der Kassetten durch diese zu erleichtern.

9. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 7, weiterhin mit wenigstens einer Öffnung für das Entfernen von Luft und Spülen mit Inertgas.

10. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 7, in Kombination mit einer Vielzahl von Metall-Luft-Batterie- Anodenkassetten, wobei diese Kassetten als Hauptmerkmal einen im wesentlichen ebenen Skelettrahmen besitzen, der leitendes Metall aufweist, das an einem Teil seiner Oberfläche als offene Räume ausgebildet ist, und ein aktives Zinkanodenelement, das aus einem Schlamm/Zink enthaltenden, porösen Granulat gebildet ist, mit Elektrolyt imprägniert und im Elektrolyt aufgehängt ist und unter Druck verfestigt ist, um eine integrale Einheit aus KOH-benetztem Schlamm und dem Skelettrahmen zu bilden.

11. Transport- und Speicherbehälter nach Anspruch 7, in Kombination mit der Vielzahl von Anodenkassetten, und der weiterhin KOH-Schlamm enthält.