Топливный элемент

 

Класс Н OJm; 2lb, 14а, ¹ !4258:1

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТ ЕНТУ

Подписная группа М 90

Заявитель

Иностранная фирма

«Сосьете Дез Аккум ятер Фикс э Де Траксьонв (Франция) Действительные изобретатели иностранцы

Душан Станимирович, )Кан Франсуа Лоран и Патрис Робер Верре

ТОПЛИВНЫИ ЭЛЕМЕНТ

Заявлено 1 декабря 1960 г. за № 688681)24-7 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в аБюллетене изобретений и товарных знаков» Л 21 за 1961 г.

Известны топливные элементы, работающие на принципе ионизации и соединения газов, подводимых к инертным пористым электродам. расположенным на небольшом расстоянии один от другого.

В предлагаемом элементе электроды состоят из двух пористых пластин, изготовленных путем спекания порошка металла, например никеля, и промежуточного слоя порошка между ними, обладающего свойством катализатора. Такое выполнение элемента обеспечивает его эффективную работу при температуре окружающей среды и давлении, не превышающем одной атмосферы.

Рекомендуется изготовлять пластины из одинаковых или разных материалов, а порошок, образующий промежуточный слой, делать из материала, аналогичного материалу пластин, в частности из никеля.

Пластина, помещенная со стороны подвода газов, может быть менее пористой, чем пластина, помещенная со стороны электролита, На фиг. 1 изображен топливны"; на фиг. 2 — диффузор с разрезом.

¹ !42584

Описываемый топливный элемент работает следующим образом

Газ-вссстановитель (например, водород, окись углерода илн метан) напразляется на обладающии талитическимн свойствами и не поддающийся воздействию продуктов электролиза пористый электрод, который погружен в электролит, например щелочной. При контакте с этим электродом газ поглощается, а затем ио нзируется, высвобождая электгон, который заряжает электрод отрицательно. Образовавшиеся при этом ионы стремятся к другому электроду, изготовленному так>ке из пористого материала, на к.. орый направляется окисляющнй газ (папрнмер, кислород, воздух иЛп газ, образующий галоидные соли).

Топливный элемент работает при нормальной температуре окружающего воздуха и при давленп i, немного превышающем атмосферное.

Расстояние между двумя его инертными, не поддающимися воздействию электролита и пористыми электродами пе превышает толщины слоя, называемого диффузионным. Практически это расстояние равно

0.1.— 0,2 л,я.

Электролит циркулирует в ячейке при давлении ниже, чем давлепне активного газа, во избежание полной пропитки электродов и проникновения газа в электролит.

Для устранения проникновения газа в электролит электроды изготовляк;тся с такой пористостью, при которой величина потерь прн проходе газами электродов меньше необходимого избыточного давления.

Величина избыточного давления должна быть меньше одной атмосферы. ! количество электролита между электродами ограничено, что достигается применением капиллярного разделителя, изготовляемого из нейлона, асбеста нлн стекловолокна.

При работе электролита образуется вода, которая уменьшает его плотность н вследствие этого ухудшает прохождение реакции, Влипни» воды тем меньше, чем больше электролита в начале реакции.

Отрицательный электрод элемента состоит из двух п >ристых пла cTHH, изготовленных путем спекання металлического порошка, или двух металлических губок, например никелевых, с промежуточным слоем в виде очень тонко размолотого порошка, играющего роль катализатора.

Псристость пластин неодинакова, причем более плотная пластина помещена со стороны электролита. Так, пластина со стороны подачи газов имеет толщину 0,9 — 1,1 .и.я, а со стороны электролита 0,5 — 0,8 .и.и.

Промежуточный слой при этом равен 2,5 — 3,5 люлю.

Положительные электроды изготовляются из различных матсриалов, что не влияет на работу отрицательного электрода. Опытами установлепо, что лучше всего делать отрицательный электрод из никеля, а положительный — из активного угля, покрытого пленкой серебра.

Мощность такого элемента равна О,! вт на 1 с.и электрода прн напряжении 0,5 в.

В описываемом топливном элементе и двум электродам I и 2, разделенным прокладкой 3, прикладываются диффузоры 4 и 5. Электроды с диффузорами располагаются в корпусе, состоящем нз двух металлических составных стенок 6 и 7, покрытых изнутри изолирующим слоем (например, нейлоном, полиэтиленом или т. п. материалом). Между этими стенками, соединенными болтами 8, проложены круглые прокладки 9 и 10. Электроды прн>кнмьнотся к прокладке 8 с помо цью пружин П и 12. Электролит в элемент поступает через трубку И, а выходит через отверстие 14, просверленное в одном из электродов, и трубку 15.

К> 14258 1

Газы подводятся ло трубкам 1б и 17, а отводятся через трубки,,З и 19, расположенные в стенках б и 7.

Ребра 20 па дпффузорах 4 и 5 расположены радиально и выполнены таким образом, что одни из них непрерывны от края до центра, а другие доведены лишь до середины. Этим обеспечпвае;ся свободный проход газов и одновременно хороший контакт с электродом.

Трубки 1б и 17 сделаны из проводящего материала, благод,>я чему можно снимать ток без использования каких-либо слециальнчх устройств.

Предмет изобретения

1. Топливный элемент, работающий на принципе иоппзацпп и со»дннения газов, подводимых к инертным пористым электродам, расположенным на небольшом ргсстоянии один от другого, отл п ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения эффективной работы прп температуре окружающей среды и избытке давления, не превышающем одной атмосферы, электроды обргзовапы из двух пористых пластин, изготовленных путем спекаппя порошка металла, например никели, и лром жуточного слоя порошка между ними, обладающего свойством катал.Iзатора.

2. Элемент по и. 1, отличающийся тем, что пластины изготовлены из одинаковых или разных материалов.

3. Элемент по пп. 1 и 2, отл и ч а ю щи и с я тем, что порошок, ооразующий промежуточный слой, сделан пз материала, аналогичного материалу пластин, в частности из пикеля.

4. Элемент по пл. 1 — 3, отл и ч Q 10шийся тем, что пластина, помещенная со стороны п двода газов, сделана менее пористой, чем пластина, помещенная со стороны электролита.

Фиг/