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DE2620792C2 - Galvanisches Element mit suspendierter Elektrode - Google Patents

Galvanisches Element mit suspendierter Elektrode

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DE2620792C2
DE2620792C2 DE2620792A DE2620792A DE2620792C2 DE 2620792 C2 DE2620792 C2 DE 2620792C2 DE 2620792 A DE2620792 A DE 2620792A DE 2620792 A DE2620792 A DE 2620792A DE 2620792 C2 DE2620792 C2 DE 2620792C2
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DE
Germany
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electrode
electrolyte
collector
active material
anode
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DE2620792A
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DE2620792A1 (de
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Denis Paris Doniat
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SORAPEC RECHERCHES ET D'APPLICATIONS ELECTROCHIMIQUES 75020 PARIS FR Ste
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SORAPEC RECHERCHES ET D'APPLICATIONS ELECTROCHIMIQUES 75020 PARIS FR Ste
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Publication date
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Publication of DE2620792A1 publication Critical patent/DE2620792A1/de
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/22Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
    • H01M8/225Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising particulate active material in the form of a suspension, a dispersion, a fluidised bed or a paste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 dienen Pulvers vorliegt, wobei die gebildete Suspension
in Kontakt mit einem Stromkollektor, insbesondere einem in dem Raum angeordneten Nickelgitter, im Kreislauf geführt bzw. zirkuliert wird. Die in dieser Weise aufgebauten Anodenräume wirken elektrochemisch in 3i an sich bekannter Weise insbesondere mit Luftkathoden zusammen, die in davon getrennten Kathodenräumen angeordnet sind, wobei die Anodenräume mit Hilfe von zwischengeschalteten Trenneinrichtungen (Diaphragmen etc.), die die Bewegung der Ionen von einem Raum
durch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der 40 zum anderen ermöglichen, jedocw Jas Eindringen des Kerne der Kügelchen zwischen etwa 0,3 und etwa zirkulierenden Elektrolyten von einem Ar.odenraum in
einen Kathodenraum verhindern, von dem Kathoden-
zeichnet, daß das aktive Material der Anode in dem Elektrolyten suspendiert ist
3. Element nach Anspn- h 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aktives Material der Anode Zink vorhanden ist.
4. Element nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer Kaliumhydroxidlösung besteht.
5. Element nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da-
2 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm liegen.
6. Element nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne mit Zink mit einer Schichtdicke von bis zu 100 μπι bedeckt sind.
7. Element nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kügelchen unter dem Zink eine dünne Schicht aus einem elektropositiveren Metall, wie Nickel oder einem Edelmetall, aufweisen.
8. Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektropositivere Metall aus Nikkei besteht und die Nickelschicht und die Zinkschicht durch eine dünne, dazwischenliegende Cadmiumschicht getrennt sind.
9. Element nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Nebenkreislauf aufweist, in dem eine Vorrichtung zur elektrolytischen Regenerierung der genannten Kügelchen angeordnet ist.
10. Element nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenelektrode eine Gase!ektrode, insbesondere eine Luftclektrode vorhanden ist.
raum getrennt sind. Diese Anordnung erscheint für die in Rede stehenden galvanischen Elemente umso notwendiger zu sein, als der in den Anodenräumen zirkulierende Elektrolyt mit aktiven Teilchen beladen ist. die das Element kurzschließen könnten, wenn sie mit den Kathoden in Kontakt kämen.
Es ist gut bekannt, daß diese Trenncinrichtungen die
Ursache eines erheblichen Anstiegs des inneren Widerstands darstellen, der eine entsprechende Verminderung der an den Anschlüssen solcher Elemente abi;reifbaren Potentialdifferenz zur Folge hat.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, diese
Nachteile zu überwinden und insbesondere em galvanisches Element oder einen elektrochemischen Generator zu schaffen, dessen aktives Material mindestens einer Elektrode in dem entsprechenden Elektrolyten suspendiert ist und der dennoch keine Trenneinrichtung (Diaphragma etc.) aufweist und der damit eine wesentlich höhere Leistung ermöglicht als die bislang bekannten galvanischen Elemente mit suspendierten Elektroden.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsijemaße galvanische Element (elektrochemischer Generator) geb5 löst, das mindestens zwei Elektrodenräume, darunter einen Kathodenraum und einen Anodenraum, in dem das aktive Material mindestens einer Elektrode in dem Elektrolyten suspendiert ist. und Mitte! zur Zirkulation
dieser Suspension in dem entsprechenden Raum und im Kontakt mit einem Kollektor (Sammelelektrode) aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das aktive Material in Form von Teilchen, insbesondere Kügelchen vorliegt, die einen Kern aus einem inerten Material umfassen, der mit einem Überzug aus dem aktiven Material, insbesondere dem Anodenmaterial und vorzugsweise aus Zink, bedeckt i,st; daß die Trennung der genannten Kathoden- und Anodenräume durch den Kollektor erfolgt, Jer mit Löchern versehen ist, die so groß sind, daß sie das freie Hindurchtreten des Elektrolyten ermöglichen, die jedoch kleiner sind ais die Abmessungen der inerten Kerne der genannten Teilchen; und daß schließlich mindestens ein Teil, vorzugsweise der größere Teil des Raumes zwischen dem Kollektor und der Elektrode des gegenüberliegenden Raumes, wenn nicht dieser gesamte Raum, frei ist von jeglicher Trenneinrichtung.
Vorzugsweise sind die genannten Kerne aus dem inerten Material im wesentlichen sphärisch geformt, so daß die Teilchen aus dem aktiven Material in Form von Kügelchen vorliegen. Es versteht sich ferner, daß die Abmessungen der Löcher des Kollektors geringer sind als der Durchmesser dierser im wesentlichen sphärisch geformten inerten Kerne.
Diese Kerne können aus irgendeinem Material bestehen, das gegenüber den Bestandteilen des galvanischen Elements chemisch oder elektrisch inert sind. Vorteilhafterweise verwendet man Materialien mit einer möglichst geringen Dichte, damit die Zirkulation der gebildeten Suspension der Teilchen in dem Elektrolyten erleichtert wird.
Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß die Erfindung ein galvanisches Element bereitstellt, bei dem das aktive Material einer der Elektroden, insbesondere der Zinkanode, in dem Elektrolyten suspendiert ist, während jedes Risiko eines Kontakts der Gegenelektrode, insbesondere der Kathode, mit den in dem entgegengesetzten Raum zirkulierenden aktiven Teilchen, ohne daß irgendeine elektrochemische Trenneinrichtung vorhanden ist, vermieden wird. Der Verzicht auf die Trenneinrichtung führt zu einer erheblichen Steigerung der Leistung dieses Elements, im Vergleich zu den bislang bekannten Elementen gleicher Art, die mit den gleichen Elektrodenmaterialien arbeiten.
Die andere Elektrode kann aus elrem analogen Material bestehen oder in an sich bekannter Weise ausgeführt sein. Vorzugsweise besteht sie aus einer Gaselektrode, insbesondere einer Luftkathode.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des in kompakter Form vorliegenden erfindungsgemäßen Elements ist der Kollektor für die in Suspension vorliegende Elektrode in der Nähe der entgegengeseizten Elektrode angeordnet, bei der es sich insbesondere um eine poröse, leitende Platte oder eine Gaselektrode oder den Kollektor einer anderen in Suspension vorliegenden Elektrode handeln kann. Um Kurzschlüsse durch einen direkten Kontakt zu vermeiden, ist der Kollektor davon entfernt angeordnet, erforderlichenfalls unter Verwendung von nichtleitenden Abstandshaltern, die dennoch eine freie Strömung des Elektrolyten ermöglichen. Diese Abstandshalter können beispielsweise aus einem sehr weitmaschigen Gewebe aus isolierenden Fasern bestehen.
Es hat sich gezeigt, daß man ausgezeichnete Ergebnisse mit Kügelchen erzielt, deren Kern einen Durchmesser zwischen etwd 0 3 und etwa 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweist, wobei diese Kerne mit einer Zinkschicht bedeckt sein können, eieren Dicke bis zu 100 μΐη oder sogar mehr betragen kann.
Diese Teilchen können ohne weiteres regeneriert werden, insbesondere durch die an sich gut bekannten elektronischen Abscheidungsverfahren der Galvanoplastik, wozu man insbesondere eine Elektrolyse in einer Tonne oder in einer Trommel anwendet. Es ist bekannt, daß die elektrochemischen Reaktionen, die bei der Bildung des elektrischen Stroms durch die fraglichen galvanischen Elemente ablaufen, eine Oxidation des Zinks der Anode zu einem Zinkat umfassen, das sich unter den guten Betriebsbedingungen dieser Elemente in dem Elektrolyten löst, so daß aufgrund dieser Tatsache es erforderlich ist, den Zinküberzug auf den Kernen aus dem inerten Material bei dem Regenerieren wiederzubilden.
Vorzugsweise weisen die Kerne der Kügelchen unter dem Zinküberzug eine dünne Schicht aus einem elektropositiveren Metall auf, die beispielsweise aus Nickel oder einem Edelmetall besteht. Die Anwesenheit dieser Nickelschicht ist für die Durchführung der genannten Regenerierungsmaßnahmen nützlich, ir dem hierdurch die Leitung des Elektrolysestroms sichergestellt wird, selbst wenn das gesamte Zink der fraglichen Kügelchen während des Betriebs des Elements verbraucht worden ist. Die Dicke der Nickelschicht kann auf eine Schichtdicke beschränkt sein, die für die Ausbildung einer ununterbrochenen Nickelschicht auf den Kernen ausreicht. Diese Dicke liegt vorteilhafterweise zwischen etwa 0,5 und etwa 5 μπι und beispielsweise im Bereich von etwa 1 μιη.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Nickelschicht ihrerseits mit einer sehr dünnen Cadmiumschicht bedeckt, die ebenfalls eine Dikke von etwa 1 μηι besitzt, und die jeder Möglichkeit eines korrodierenden Angriffs von Zink durch Bildung von kleinsten Nickel-Zink-Elementen entgegenwirkt. Die Nickelschicht bzw. die Cadmiumschicht können in beliebiger, an sich bekannter Verfahrensweise aufgetragen werden, beispielsweise durch chemische Reduktion von Lösungen von Salzen dieser Metalle, in denen man die inerten Kerne der Kügelchen suspendiert hat.
Diese Schichten können natürlich auch durch Elektrolyse aufgebracht werden, insbesondere die Cadmiumschicht.
Die Kerne der Kügelchen ihrerseits können aus irgendeinem Material bestehen, das sowohl chemisch als auch elektrochemisch inert ist, beispielsweise Glas oder einem Kunststoffmaterial.
Als Kollektoren oder Sammelelektroden kann man irgendwelche Gitter oder Platten aus einem leitenden Material, das die elektrochemische Reaktion nicht stört, beispielsweise Nickel, verwenden, wobei diese Gitter oder Piatten mit möglichst vielen Löchern versehen sind, um den inneren Widerstand der in dieser Weise gebildeten galvanischen Elemente möglichst gering zu halten, wobei die Abmessungen dieser Löcher geringer sein müssen als die Abmessungen der Kerne der genannten Kügelchen, damit selbst dann, wenn der ge-
bo samie aktive Überzug dieser Kügelchen durch die elektrochemische Reaktion verbraucht ist, keine Gefahr besteht, daß die inerten Kerne dieser Kügelchen in den entgegengesetzten Raum eindringen. Es versteht sich von selbst, daß die Abmessungen dieser Löcher von denjenigen der Küt,elchen abhängen. Beispielsweise liegen sie mit Vorteil in einem Bereich von 0,2 mm, wenn man Kügelchen einsetzt, deren Kerne Durchmesser im Bereich von 0,5 mm besitzen, wobei die Löcher Abmes-
sungen von 03 bis 0,5 mm aufweisen, wenn der Durchmesser der Kerne im Bereich von 1 mm liegt.
Man kann natürlich Elektrolyte verwenden, die für diese Elemente üblich sind, insbesondere alkalische Lösungen. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Anode aus Zink besteht, verwendet man vorzugsweise Kalnmhydroxidlösungen, beispielsweise eine 6n-Kaliumhydroxidlösung.
Die Anwendung der oben beschriebenen Suspensionen führt zu weiteren Vorteilen. Insbesondere werden die Risiken der Schlammbildung vermieden, die häufig bei Suspensionen von Zinkpulvern mit sehr feinen Teilchen auftreten. Selbst wenn man eine solche Schlammbildung annimmt, besteht praktisch keinerlei Risiko einer Zerstörung der Zirkulationsleitungen der Suspension, insbesondere außerhalb des eigentlichen galvanischen Elements, durch den sich ergebenden Druckanstieg, was darauf zurückzuführen ist, daß der Elektrolyt, selbst wenn er Schlamm enthält, durch die zwischen diesen Kügelchen freigelassenen Zwischenräume dringen kann.
Weitere Ausfühiungsformen, Gegenstände und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die Zeichnungen Bezug genommen ist. Die Zeichnungen zeigen in
F i g. 1 eine schemaiische Darstellung des erfindungsgemäßen galvanischen Elements; in
F i g. 2 eine schematisrhe Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes »Elektrodenkügelchen«; und in
Fig.3 die Strom/Spannungs-Kurve des erfindungsgemäßen galvanischen Elements.
Das Element besteht in der wiedergegebenen Ausführungsform aus einer Zelle 1, die einen Anodenraum A und einen Kathodenraum C aufweist.
Der Kathodenraum C enthält eine poröse Luftelcktrodenplatte 2. die mit dem positiven Anschluß der Zelle verbunden ist und die den Raum C in eine Kammer 4, die dauernd über die Leitung S mit der den ;är die elektrochemische Reaktion im Bereich der Kathode erforderlichen Sauerstoff liefernden Luft versorgt wird, und in eine mit dem Elektrolyten versorgte Kammer 6 teilt. Wenn der Kathodenraum des Elements in dieser Weise ausgestaltet ist. kann die elektrochemische Reduktionsreaktion im Bereich der porösen Elektrodenplatte an den Feststoff-Flüssigkeits-Gas-Grenzflächen ablaufen. Die poröse Elektrodenplatte kann in irgendeiner an sich bekannten Weise gebildet sein, beispielsweise aus einer gesinterten Mischung aus Nickel und Kohlenstoff.
Der Anodenraum A ist mit einem äußeren Kreislauf 8 verbunden, der fine Pumpe 10 aufweist, die die Zirkulation eines flüssigen Elektrolyten, in dem das aktive Material der Anode, insbesondere Zink, in Form von Teilchen suspendiert ist, in dem Kreislauf 8 ermöglicht, wobei der Elektrolyt mit einem Stromkollektor (Stromsammler) 14 in Kontakt steht, der aus einem durchbrochenen Gitter oder einer inerten Metaliplatte, insbesondere Nickelplatte, besteht, das bzw. die mit Löchern 16 versehen ist.
Erfindungsgemäß liegt das aktive Material in Form von Kügelchen 18 vor. die einen Kern aus einem inerten Material aufweisen, der mit einem Überzug aus dem aktiven Material, insbesondere Zink, versehen ist. Die Räume A und C des Elements sind durch den Kollektor 14 getrennt. Die Löcher 16 des Kollektors weisen solche Abmessungen auf, daß das freie Hindurchtreien des Elektrolyten ermöglicht wird, wobei diese Abmessungen jedoch geringer sind als der Durchmesser der inerten Kerne dieser Kügelchen. Schließlich ist der Raum zwischen dem Kollektor 14 und der Kathodenplatte 2 in der Kammer 6 im wesentlichen frei von irgendwelchen Trenneinrichtungen bzw.Trennwänden.
Die das aktive Material t-agenden Kügelchen sind vorzugsweise in der Weise aufgebaut, wie es schematisch und in vergrößertem Maßstab in der F i g. 2 der Zeichnungen wiedergegeben ist (die nicht maßstabsgetreu angelegt sind).
to Sie umfassen einen Kern 20 aus inertem Materia! (Glas oder Kunststoff), der mit einer dünnen durchgehenden Nickelschicht 22 bedeckt ist, die ihrerseits mit einer dünnen Cadmiumschicht 24 umhüllt ist, die ihrerseits von dem Zinküberzug 26 bedeckt wird.
Während des Betriebes des in dieser Weise aufgebauten galvanischen Elements erfolgt eine progressive Auflösung des Zinküberzugs als Folge der elektrochemischen Oxidation des Zinks, wobei das Material sich in Form des Zinkats in dem Elektrolyt löst. Aufgrund der aneinander angepaßten Abmessungen der inerter: Kerne der Kügelchen einerseits und der Löcher oder öffnungen des Kollektors 14 andererseits versteht es sich. daß die Kügelchen selbst in »entladenem« Zustand in keiner Weise die Kathode berühren können.
Vorteilhafterweise ist die transversale Abmessung des Raums A relativ gering, so daß wiederholte Stöße praktisch sämtlicher Kügelchen 18 auf den Kollektor 14 erfolgen, wodurch eine erhöhte elektrochemische Oxidation C'.-rcicht wird.
Im Fall von galvanischen Elementen geringer Dicke ist es in der Praxis notwendig, zwischen dem Kollektor 14 und der Kathode 2 Abstandshalter 28 vorzusehen, um jedes Risiko eines Kurzschlusses zwischen diesen beiden Elementen auszuschalten. Diese Abstandshalter J5 bestehen vorteilhafterweise aus einem grobmaschigen Gewebe aus synthetischen Fasern, beispielsweise aus Polyamidfasern.
Gemäß einer bevorzugten A.usführungsform des erfindungsgemäßen galvanischen Elements ist zusätzlich zu dem Kreislauf 8 eine Nebenleitung 30 vorgesehen, in der eine Elektrolysezelle 31, beispielsweise eine »Tonnenzelle« oder »Trommelzelle« vorgesehen ist. wie sie in der Galvanoplastik verwendet wird. Dieser Nebenkreislauf ermöglicht eine einfache Wiederaufladung oder Regenerierung des Elektrodenmaterials durch eine Elektrolyse der Suspension der »entladenen« Kugelchen in der mit dem Zinkat angereicherten Elektrolytlösung, die nach Ablauf einer längeren Betriebsdauer des Elements anfällt. Die Ventile 32 und 34 ermöglichen das so Umschalten der Zirkulation der Suspension in den beiden Kreisläufen 8 und 30.
Das folgende Beispiel erläutert anhand einer vorteilhaften Ausführungsform die Kügelchen, die in dem erfindungsgemäßen galvanischen Element verwendet werden.
Beispiel
Nach dem Entfetten behandelt man Kügelchen aus bO Glas oder einem Kunststoffmaterial, deren Durchmesser zwischen 03 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 03 und 1.5 mm liegt, kurz mit Chlorwasserstoffsäure (im Fall von Glaskügelchen), dann während 10 Minuten bei 800C mit 20%iger Kaliumhydroxidlösung, dann während 5 Minuten mit einem Zinn(lI)-chlorid-Bad (das 100 g SnCl2 pro Liter und !00 cm1 HC! pro Liter enthält) und während 2 Minuten bei 25°C mit einem Palladiumchloridbad (das 0.2 g PdCl2 pro Liter und 100 cm3 HCl
pro Liter enthält). Zwischen diesen verschiedenen Maßnahmen erfolgt jeweils ein Spülen mit Wasser. Die in dieser Weise vorbehandelten Kügelchen werden dann chemisch bei 900C in einer Vernickelungslösung vernikkelt. die pro Liter 30 g Nickelchlorid. 10 g Natriumeitrat % und 10 g Natriumhypophosphii enthält, und dann elektrochemisch in einem Cyanidbad mit einem Cadmiumüberz'ig versehen. In dieser Weise bildet man zwei übereinanderliegende Schichten aus Nickel und aus Cadmium, bei denen es sich zwar um durchgehende Schichten handelt, die dennoch sehr dünn sind, und eine Dicke von insbesondere 0,5 bis 5 μιτι aufweisen können. Anschließend wird der Zinküberzug durch elektrolytisches Verzinken in einem Cyanidbad oder einem Zinkatbad aufgetragen. Die elektrolytische Abscheidung von Cadmium und Zink kann unter Anwendung irgendeines an sich bekannten Verfahrens erfolgen, das auf in feinverteilter Form vorliegende Produkte angewandt werden kann, wie es beispielsweise bei dem »Trommelverfahren oder Tonnenverfahren« der Fall ist.
In der Fig.3 ist anhand einer Kurve die Änderung der Stromdichte /(in mA/cm2) in Abhängigkeit von der Gleichspannung (in mV) dargestellt, die mit dem erfindungsgemäßen galvanischen Element erreicht werden kann, das eine klassische Luftkathode aus Sinter-Kohlenstoff-Nikkel, eine Suspension von in der oben beschriebenen Weise hergestellten Kügelchen, die aus Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 1 μπι bestehen, in einer Kaliumhydroxidlösung als Elektrolyt, und jo
eine"1 Kollektor aus einem Nickelstreckmetallgittcr mit Öffnungen im Bereich von 0,3 mm
anwendet.
Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist, so daß insbesondere der Kathodenraum in irgendeiner an sich bekannten Weise ausgestaltet oder in analoger Weise arbeiten kann, wie es für den Anodenraum der Fall ist, wobei die Trennung zwischen dem Kathodenraum und dem Anodenraum auch durch ein doppeltes Kollektorgitter erfolgen kann, das erforderlichenlalls als Trennmaterial einen der oben beschriebenen Abstandshalter aufweisen kann, um jedes Risiko eines Kurzschlusses zwischen den beiden Kollektoren zu vermeiden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
50
55
60
b5

Claims (1)

Patentansprüche: ίο
1. Galvanisches Element mit mindestens zwei Elektrodenräumen, darunter einem Kathodenraum und einem Anodenraum, in dem das aktive Material mindestens einer Elektrode in dem Elektrolyten suspendiert ist, und Mittel zur Zirkulation dieser Suspension in dem entsprechenden Raum und im Kontakt mit einem Kollektor, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material in Form von Teilchen, insbesondere KOgelchen vorliegt, die einen insbesondere im wesentlichen sphärisch geformten Kern aus einem inerten Material umfassen, der mit einem Überzug aus dem aktiven Material der in Suspension vorliegenden Elektrode bedeckt ist; daß die Trennung der Kathoden- und Anodenräume durch den Kollektor erfolgt, der mit Löchern solcher Abmessungen versehen ist, daß der freie Durchgang des Elektrolyten möglich ist, wobei diese Abmessungen jedoch geringer sind als die Abmessungen und insbesondere die Durchmesser der inerten Kerne der genannten Teilchen, insbesondere der genannten Kügelchen; und
daß mindestens ein Teil, vorzugsweise der größere Teil des Raumes zwischen dem Kollektor und der Elektrode des gegenüberliegenden Raumes, wenn nicht dieser gesamte Raum, frei ist von jeglicher Trenneinrichtung.
Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element bzw. einen elektrochemischen Generator mit mindestens zwei Elektrodenräumen, darunter einem Kathodenraum und einem Anodenraum, in dem das aktive Material mindestens einer Elektrode in dem Elektrolyten suspendiert ist, und Mittel zur Zirkulation dieser Suspension in dem entsprechenden Raum und im Kontakt mit einem Kollektor bzw. einer Sammelelektrode.
Die Erfindung betrifft somit galvanische Elemente bzw. elektrochemische Stromgeneratoren, die mindestens ein mit einem Elektrolyten in Kontakt stehendes Elektrodenpaar, das heißt mindestens eine Kathode und mindestens eine Anode aufweisen, bei denen das aktive Material mindestens einer Elektrode in Form einer Dili spereion von in dem Elektrolyten suspendierten Teilchen vorliegt, wobei dieses galvanische Element Einrichtungen aufweist, die die Zirkulation dieser Suspension in Kontakt mit einem Stromsammler oder Stromkollektor ermöglichen, der aus einem metallischen Leiter besteht. Die Bildung des Stroms erfolgt bei diesen Elementen durch eine Entladung der Teilchen aus dem aktiven Material auf dem Stromkoiiektor, wenn diese Teiichen unter dem Einfluß der Zirkulationsbewegung der Suspension mit dem Kollektor in Kontakt kommen. Es sind bereits galvanische Elemente vom Typ der Luft/Zink-Batterien beschrieben worden, die nach diesem Prinzip arbeiten, und die einen Anodenraum aufweisen, in dem das aktive Material der Anode, insbesondere Zink, in Form eines in dem Elektrolyten suspen-
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