DE1255168B

DE1255168B - Electrolyte membrane for a fuel element

Info

Publication number: DE1255168B
Application number: DES91144A
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Henry
Original assignee: RECH S ET D APPLIC POUR L IND
Current assignee: RECH S ET D APPLIC POUR L IND
Priority date: 1963-07-01
Filing date: 1964-05-20
Publication date: 1967-11-30
Also published as: AT239346B; BE649388A; GB1059094A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOImHOIm

C 25 C - 1 3 / 0 4C 25 C - 1 3/0 4

Deutsche KL: 21b-14/01German KL: 21b-14/01

Nummer: 1 255 168Number: 1 255 168

Aktenzeichen: S 91144 VIb/21bFile number: S 91144 VIb / 21b

Anmeldetag: 20. Mai 1964Filing date: May 20, 1964

Auslegetag: 30. November 1967Open date: November 30, 1967

Die Erfindung betrifft eine Elektrolytmembran für Brennstoffelemente.The invention relates to an electrolyte membrane for fuel elements.

Gemäß der Erfindung besteht die Elektrolytmembran aus einem indifferenten Bindemittel und einem sauren Phosphat des Niobiums.According to the invention, the electrolyte membrane consists of an inert binder and an acid phosphate of niobium.

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.The electrolyte membrane can be die cast or by extrusion molding a mixture of the indifferent Binder and the acidic phosphate produced and thereby a very thin, however flexible film or membrane (1 mm thick or less) can be produced. Membranes with good mechanical strength can also be obtained by pressing a powdery Mixture of the indifferent binder and the phosphate can be produced.

Als indifferente Bindemittel können verschiedene Stoffe, wie Carboxymethylcellulose, Polytetrafluoräthylen, Kollodium, Äthylcellulose, verwendet werden.Various substances such as carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, Collodion, ethyl cellulose, can be used.

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.The proportionate amounts of inert binder and of phosphate can continue within Boundaries be different. However, the proportion of acid niobium phosphate must predominate. The proportional Amount of binder must be at least sufficient to give the membrane the desired To give strength and cohesion.

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.The membrane according to the invention can be used both with liquid fuels, such as methanol, such as fuel elements operated with gaseous fuels such as hydrogen or butane are used will.

Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels derselben an Hand der Zeichnungen.The details and further features of the invention will emerge from the following description an embodiment of the same with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Brennstoffelement mit den Merkmalen der Erfindung;Fig. 1 shows schematically a fuel element with the features of the invention;

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.F i g. 2 is a graphical representation and shows the course of the voltage of a fuel element according to the invention under load, the voltage E being given in millivolts and the power P in milliwatts per square centimeter as a function of the current in milliamps per square centimeter.

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 BrennstoffelementIn Fig. 1 is with 1 the circular, made of carbon or a porous metal or stainless Steel existing fuel electrode of the fuel element shown, which is appropriately equipped with a impregnated catalyst to be selected is designated. The positive electrode 2 is made of a disk made of graphite or a porous metal and is with a serving as a catalyst Electrolyte membrane for a fuel element

Anmelder:Applicant:

Societe d'Etudes de Recherches etSociete d'Etudes de Recherches et

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

BrüsselBrussels

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und
Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,
Herne, Freiligrathstr. 19Dipl.-Ing. RH Bahr and
Dipl.-Phys. E. Betzier, patent attorneys,
Herne, Freiligrathstr. 19th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Jean-Francois Henry, St. Genese (Belgien)Jean-Francois Henry, St. Genese (Belgium)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Österreich vom 1. Juli 1963 (A 5229/63)Austria from July 1, 1963 (A 5229/63)

(aus der Figur nicht ersichtlichen) Schicht von Platinmohr überzogen.Layer of platinum black (not visible in the figure).

Als Katalysatoren können außer Platinmohr auch andere Metalle oder Kombinationen von Metallen der Gruppe VIII des Periodischen Systems der Elemente verwendet werden.In addition to platinum black, other metals or combinations of metals can also be used as catalysts of Group VIII of the Periodic Table of the Elements can be used.

Die an der positiven Elektrode vorgesehenen Katalysatoren können denen an der Brennstoffelektrode gleich oder auch verschieden von diesen sein.The catalysts provided on the positive electrode can be those on the fuel electrode be the same or different from these.

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.The electrolyte, which consists of a membrane 3, is inserted between the electrodes 1 and 2, as explained above, from a mixture of acidic niobium phosphate with a binder, such as carboxymethyl cellulose, is made and has a thickness of 0.2 mm.

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.The fuel element is through the line 5 oxygen or atmospheric air and through the Line 4 supplied hydrogen or another combustible gas. With the reference numerals 6 and 7 are the discharge lines for the impurities contained in the gases and for the excess of these gases. The excess of fuel occurs via line 6 and the des Oxygen carrier through line 7 from.

709 690/172709 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:In tests carried out with a fuel element of the type described above, in which hydrogen was used as fuel and oxygen was used as the oxidizing gas at a pressure of approximately 500 g / cm ² at outside temperature, the following results were obtained:

Spannung unbelastet 880 bis 940 MillivoltUnloaded voltage 880 to 940 millivolts

Spannung unter Belastung .. ergibt sich aus der Kurve gemäß Fig. 2, die dieStress under load .. results from the curve according to FIG. 2, which shows the

Änderung des durch das Brennstoffelement in Abhängigkeit von der Spannung gelieferten Stromes zeigtChange in the amount delivered by the fuel element as a function of the voltage Stromes shows

Claims

Claim:

Electrolyte membrane for a liquid or the electrolyte membrane for an indifferent one

gaseous fuel-powered fuel binder and an acidic phosphate des

element, characterized in that 15 consists of niobium.

1 sheet of drawings

690/172 11. 67 @ Bundesdruckerei Berlin690/172 11. 67 @ Bundesdruckerei Berlin