Gegenstand der Erfindung ist ein Brennstoffelement mit Stromableitern
und im Elektrolyten enthaltenen suspendierten oder kolloidalen ferromagnetischen
Katalysatoren.The invention relates to a fuel element with current collectors
and suspended or colloidal ferromagnetic contained in the electrolyte
Catalysts.
Es ist bekannt, zur Vergrößerung der Elektrodenfläche, an der die
strombildenden Umsetzungen stattfinden, die Elektroden pulverförmig als Suspensions-
oder Kolloidalelektrode auszubilden. Je kleiner dabei der Partikelradius wird, desto
günstiger ist das Verhältnis von aktiver Elektrodenfläche zum Volumen. Nachteilig
bei solchen Suspensionselektroden ist, daß die übertragung der elektrischen Ladung
von den Elektrodenpartikelchen an die Stromableiter langsam erfolgt, da dies an
eine zufällige Berührung von Partikeln mit dem Stromableiter gebunden ist. Bekanntlich
ist es aber so, daß gerade der langsamste Vorgang die Geschwindigkeit einer Umsetzung
bestimmt. Deswegen konnte der günstige Effekt der Oberflächenvergrößerung nur ungenügend
ausgenutzt werden.It is known to increase the electrode area on which the
current-forming conversions take place, the electrodes in powder form as suspension
or to form a colloidal electrode. The smaller the particle radius becomes, the smaller it becomes
the ratio of active electrode area to volume is more favorable. Disadvantageous
with such suspension electrodes is that the transfer of electrical charge
from the electrode particles to the current arrester takes place slowly as this occurs
accidental contact of particles with the current arrester is bound. As is well known
but it is the case that the slowest process is the speed of implementation
certainly. Because of this, the beneficial effect of the surface enlargement could only be insufficient
be exploited.
Es wurde schon eine elektrochemische Zelle vorgeschlagen, deren Elektrode
aus einem Stromableiter und losem ferromagnetischem Katalysatormaterial besteht,
wobei das Katalysatormaterial durch magnetische Kräfte in elektrischen und mechanischen
Kontakt mit dem Stromleiter steht (deutsches Patent 1209 112).An electrochemical cell has already been proposed, its electrode
consists of a current conductor and loose ferromagnetic catalyst material,
wherein the catalyst material by magnetic forces in electrical and mechanical
Contact with the conductor is (German patent 1209 112).
Gegenstand der Erfindung ist ein Brennstoffelement mit Stromableitern
und im Elektrolyten enthaltenen suspendierten oder kolloidalen ferromagnetischen
Katalysatoren. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorpartikel aus einem
Stoff mit Permanentmagnet-Eigenschaften bestehen und vormagnetisiert sind. Gegenüber
nichtpermanentmagnetischem Material sind dadurch die magnetischen Haftkräfte vergrößert,
so daß sich die Katalysatorpartikel zu langen und verzweigten Ästen aneinanderreihen.
Auf diese Weise wird die Elektrodenoberfläche vergrößert.The invention relates to a fuel element with current collectors
and suspended or colloidal ferromagnetic contained in the electrolyte
Catalysts. It is characterized in that the catalyst particles from one
Substances with permanent magnet properties are made and are premagnetized. Opposite to
With non-permanent magnetic material, the magnetic holding forces are increased,
so that the catalyst particles line up to form long and branched branches.
In this way the electrode surface is enlarged.
Um eine stabile Verzweigung der Partikeläste zu erreichen und um zu
vermeiden, daß die aktive Elektrodenfläche infolge Berührung blockiert wird, werden
erfindungsgemäß solche Partikelchen verwendet, die nicht rund sind, sondern im wesentlichen
eine gestreckte Form mit Spitzen und Zacken aufweisen. Durch an sich bekannte magnetische
Trennverfahren ist es möglich, die haftfähigeren langgestreckten Partikel von den
weniger günstigen runden Partikeln zu trennen. Da bekanntlich an Spitzen eine Erhöhung
der Inhomogenität des Magnetfeldes auftritt - durch die ja die magnetische Anziehung
hervorgerufen wird - so ergibt sich dadurch ein besseres Haftvermögen der Teilchen
untereinander und beim Auftreten von mehreren Spitzen eine weitergehende Verzweigung
der Partikeläste. Außerdem wird bei einer Berührung von Spitze zu Spitze nur ein
Minimum an Elektrodenfläche blockiert.To achieve stable branching of the particle branches and to
avoid that the active electrode surface is blocked as a result of contact
according to the invention those particles are used which are not round, but essentially
have an elongated shape with points and spikes. By known magnetic
Separation process, it is possible to remove the more adhesive elongated particles from the
to separate less favorable round particles. As is well known, there is an increase at the tips
the inhomogeneity of the magnetic field occurs - through which the magnetic attraction occurs
is caused - this results in better adhesion of the particles
further branching among each other and when several peaks occur
the particle branches. Also, when you touch from tip to tip, only one
Minimum blocked electrode area.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden auch die Stromableiter
aus ferromagnetischem Material hergestellt und so ausgebildet, daß sie Spitzen und
Erhebungen haben. Durch das angelegte magnetische Feld treten gerade an Spitzen
hohe Feldstärken auf, und von diesen Spitzen aus bilden sich die Partikeläste. So
ist eine direkte Verbindung der stromerzeugenden mit der stromableitenden Elektrode
gegeben.According to a further feature of the invention, the current arresters are also used
made of ferromagnetic material and designed so that they have tips and
Have surveys. Due to the applied magnetic field, they come straight to the tips
high field strengths, and from these peaks the particle branches form. So
is a direct connection between the current-generating and current-carrying electrodes
given.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Streuung der Teilchengröße
nicht nach einer Gaußschen Verteilung -, die sich einstellt bei einer ungezielten
Herstellung der Elektrodenpartikeln -, sondern das Größenspektrum soll extrem breit
sein. Eine solche Verteilung erhält man einfach durch Mischen von Teilchenmengen
mit verschiedener mittlerer Teilchengröße. Durch eine solche Maßnahme erhält man
eine günstigere Verzweigung der Partikeläste.According to a further feature of the invention is the dispersion of the particle size
not according to a Gaussian distribution - which occurs with an untargeted one
Manufacture of the electrode particles - but the size range should be extremely wide
be. Such a distribution is obtained simply by mixing amounts of particles
with different mean particle size. By such a measure, one obtains
a more favorable branching of the particle branches.
Bei einer anderen Ausbildungsform der Erfindung wird an die Brennstoffzelle
ein magnetisches Feld angelegt, wobei eine Spulenwicklung um das Element herumgelegt
wird. Der Strombedarf der Spule wird von dem Zellenstrom gedeckt. Um zu vermeiden,
daß die Katalysatorpartikelteilchen verfilzen und sich so die aktive Elektrodenfläche
blockieren, wird durch einen wechselnden Strom ein wechselndes magnetisches Feld
angelegt, so daß eine fortwährende Auflösung und Neubildung der Partikeläste stattfindet.In another embodiment of the invention, the fuel cell is used
A magnetic field is applied with a coil winding wrapped around the element
will. The current requirement of the coil is covered by the cell current. In order to avoid,
that the catalyst particles become matted and so the active electrode surface
block, an alternating current creates an alternating magnetic field
created so that a continuous dissolution and new formation of the particle branches takes place.
Die beschriebenen Verfahrensprinzipien können sowohl in der Diffusions-
als auch in der Durchflußzelle angewendet werden.The process principles described can be used both in the diffusion
as well as in the flow cell.