DE1269213B - Verfahren zur Herstellung von poroesen Brennstoffelektroden fuer Brennstoffelemente - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von poroesen Brennstoffelektroden fuer BrennstoffelementeInfo
- Publication number
- DE1269213B DE1269213B DEP1269A DE1269213A DE1269213B DE 1269213 B DE1269213 B DE 1269213B DE P1269 A DEP1269 A DE P1269A DE 1269213 A DE1269213 A DE 1269213A DE 1269213 B DE1269213 B DE 1269213B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrodes
- boron
- powder
- weight
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 17
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 9
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical class [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJEJDZONIFQNHG-UHFFFAOYSA-N [C+4].N Chemical compound [C+4].N JJEJDZONIFQNHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N boranylidynenickel Chemical compound [Ni]#B QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910000008 nickel(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZULUUIKRFGGGTL-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) carbonate Chemical compound [Ni+2].[O-]C([O-])=O ZULUUIKRFGGGTL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 platinum metals Chemical class 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES -009VQn^ PATENTAMT
Int. CJ.:
HOIm
Deutsche KL: 21b-14/01
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
P 12 69 213.6-45
12. September 1964
30. Mai 1968
12. September 1964
30. Mai 1968
Es ist bekannt, in Brennstoffelementen Elektroden zu verwenden, die im wesentlichen aus Nickel aufgebaut
sind und in den den Porenwänden zunächst liegenden Teilen Nickel in aktivierter Form enthalten.
In den außerhalb der genannten Teile liegenden Teilen der Elektroden liegt Nickel in inaktiver Form
vor, seine Aufgabe ist, als Trägermaterial für die den Porenwänden am nächsten gelegenen aktiven Gebiete
zu dienen. Eine solche Elektrode kann gemäß einer bekannten Methode unter Verwendung von
Nickelpulver und einem Pulver, das aus einer Aluminiumlegierung (»Raney-Legierung«) besteht, hergestellt
werden. Eine Mischung des Pulvers wird dabei zu einer Elektrode zusammengepreßt, die dann
gesintert wird. Nach dem Sintern wird das Aluminium aus der in dem gesinterten Produkt enthaltenen
Aluminiumnickellegierung (»Raney-Legierung«) mit Alkali herausgelöst, wobei sich Mi'kroporen bilden.
Das Gebiet um die Poren herum wird aktiv dank den großen Porenflächen und den gestörten Kristallgittern,
die das nach Herauslösen übriggebliebene Material hat. Das reine Nickelpulver dient nach dem
Sintern, wie bereits erwähnt ist, als tragender Körper für die Elektrode, während das nach dem Entlaugen
mit Alkali zurückbleibende Material der Legierung die aktiven Gebiete bildet, die die Poren umgeben. Als
Ersatz für das reine Nickelpulver hat man für die bekannte Elektrode Kohle, Eisen- und Kobaltpulver vorgeschlagen
und als Ersatz für die genannten Legierungen andere Legierungen, in denen Nickel durch Kobalt
oder Eisen ersetzt sein kann und das Aluminium durch Silizium, Magnesium oder Zink. Die Elektroden
sind als Brennstoffelektroden für Wasserstoff verwendbar, sie haben aber den Nachteil, daß sie
luftentzündlich sind und aus diesem Grunde ihr Einbau in eine Brennstoffzelle große Schwierigkeiten
bereitet. Weiter müssen die bekannten Elektroden nach ihrer Sinterung einem Entlaugungsprozeß mit
Alkali unterworfen werden. Dieser Entlaugungsprozeß erfordert aber große Laugenmengen, außerdem
findet hierbei eine starke Wasserstoffentwicklung statt. Beides erschwert die Herstellung der Elektroden
sehr.
Eine Methode zum Herstellen von porösen Elektroden durch Zusammensintern einer Mischung von
Partikeln aus Nickel und Aluminium und eine nachfolgende wenigstens teilweise Herauslösung des Aluminiums
aus dem zusammengesinterten Produkt ist ebenfalls bekannt. Auch in diesem Fall sind die Elektroden
luftentzündlich und müssen einem Entlaugungsprozeß unterworfen werden.
Es ist weiter eine Methode zum Herstellen von Verfahren zur Herstellung von porösen
Brennstoffelektroden für Brennstoffelemente
Brennstoffelektroden für Brennstoffelemente
Anmelder:
Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,
Västeras (Schweden)
Västeras (Schweden)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
6300 Gießen, Bismarckstr. 43
Als Erfinder benannt:
Ingemar Lindholm,
Bo Mueller,
Olle Mjörne, Västeras (Schweden)
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 27. September 1963 (10 557)
porösen gesinterten Brennstoffelektroden vorgeschlagen worden, bei der ein Nickelborid als aktives Material
wenigstens an den Porenflächen der Elektrode angeordnet wird.
Es hat sich nun als möglich erwiesen, poröse Brennstoffelektroden für Brennstoffelemente herzustellen,
die gegenüber den bekannten und vorgeschlagenen wesentliche Vorteile haben. Elektroden gemäß
der vorliegenden Erfindung sind gegen Luft beständig und können im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen
ohne Schwierigkeiten bei Zimmertemperatur verwahrt werden. Ein anderer wichtiger Vorteil ist, daß
sie hohe Betriebstemperaturen vertragen, was bei ihrer Verwendung in Wasserstoff-Sauerstoff-Zellen
bewirkt, daß das Entfernen des bei den Reaktionen gebildeten Wassers erleichtert wird. Weitere sehr
wichtige Vorteile sind, daß nur eine sehr geringe Menge des aktivierenden Metalls benötigt wird, die
Elektroden nach dem Sintern direkt verwendbar sind und keiner Nachbehandlung, wie z. B. einem Entlaugungsprozeß
mit Alkali, unterworfen zu werden brauchen. Dies bedeutet eine beträchtliche Vereinfachung
der Herstellung, weil der Entlaugungsprozeß an und für sich eine sehr beschwerliche Arbeit ist,
und zwar weil große Laugenmengen verwendet werden müssen, eine starke Wasserstoffentwicklung stattfindet
und die Elektroden luftentzündlich sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von porösen Brennstoffelektroden für Brennstoff-
809 557/171
elemente durch Zusammensintern eines oder mehrerer der Metalle Nickel, Kobalt, Eisen, Wolfram und
Molybdän und eines das Metall aktivierenden Elementes. Das für das Verfahren Kennzeichnende ist,
daß als aktivierendes Element 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Bor, bezogen auf die Gesamtmenge von Bor
und Metall, verwendet und daß das Bor gegebenenfalls wenigstens teilweise in an sich bekannter Weise
aus dem gesinterten Produkt herausgelöst wird.
Um die Aktivität der Elektroden zu verbessern, kann eine kleinere Menge einer Verbindung von
einem oder mehreren der Metalle Chrom, Molybdän, Wolfram, Titanium, Aluminium, Thorium, Kobalt
wenn Elektroden mit Bor an den Porenflächen in einer Brennstoffzelle mit einer alkalischen Flüssigkeit,
z. B. Kalilauge als Elektrolyt, verwendet werden. Natürlich kann, wenn erwünscht, das genannte
Herauslösen erfolgen, ehe die Elektroden in der Brennstoffzelle angeordnet werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 Gewichtsteil amorphes Borpulver mit einer Mittelkorngröße von 2 μ wird mit 99 Gewichtsteilen
Karbonylnickelpulver mit einer Mittelkorngröße von 5 μ vermischt. Die Mischung wird mit einem Druck
oder Platinmetallen der zu sinternden Pulvermischung
zugeführt werden. Die Verbindung der betreffenden 15 von 1000 kp/cm2 zu Elektroden gepreßt und in
Metalle kann von einer solchen Art sein, daß sie beim Wasserstoff atmosphäre bei 600° C 30 Minuten lang
Sintern eine Oxydbildung ergibt. Dadurch werden gesintert.
kleinere, 2 Gewichtsprozent unterschreitende Men- Die Polarisation der Elektroden ist in 7molarer
gen von diesen Metallen den gesinterten Elektroden KOH bei 50° C gegen eine reversible Wasserstoffeinverleibt.
Eine besonders große Aktivität wird er- 20 elektrode in demselben Elektrolyt 210 mV bei
hl d i i Wffhä 00 i 1
halten, wenn das Sintern in Wasserstoffatmosphäre stattfindet. Eine Erklärung dafür könnte sein, daß
sich dabei Borhydrid als intermediäres Produkt bilden kann, das mit dem leitenden Metall an allen
Flächen reagieren kann.
Die zu sinternde Pulvermischung besteht zweckmäßig zum überwiegenden Teil aus Partikeln des
elektrisch leitenden Metalls. Der Borgehalt in der Pulvermischung liegt bei 0,1 bis 10 Gewichtsprozent,
50 mA/cm2 und 300 mV bei 100 mA/cm2. Die Elektroden
können mit über 200 mA/cm2 belastet werden.
0,5 Gewichtsteile amorphes Borpulver mit einer Mittelkorngröße von 2 μ werden mit 98,5 Gewichtsteilen Karbonylnickelpulver mit einer Mittelkorngröße
von 5 μ und 1 Gewichtsteil Chromhydroxydpulver mit einer Mittelkorngröße von 5 μ vermischt.
vorzugsweise bei 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen 30 Die Mischung wird mit einem Druck von 1000 kp/
auf die Gesamtmenge der Pulvermischung. cm2 zu Elektroden gepreßt und 30 Minuten lang in
Die Korngröße der Partikeln kann innerhalb weiter Wasserstoffatmosphäre bei 700° C gesintert.
Grenzen variiert werden, je nach dem aktuellen Die Polarisation der Elektroden ist in 7molarer
Brennstoff und dem Elektrodentyp. Die Größe der KOH bei 50° C gegen eine reversible Wasserstoff-Poren
in einer hergestellten Elektrode wird in hohem 35 elektrode in demselben Elektrolyt 190 mV bei
50 mA/cm2 und 290 mV bei 100 mA/cm2. Die Elektroden
können mit über 200 mA/cm2 belastet werden.
Maße von der Größe der verwendeten Partikeln bestimmt. In den meisten Fällen ist es wünschenswert,
daß alle Poren gleich groß sind, was durch Verwendung von wohl abgegrenzten Pulverfraktionen erreicht
wird. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, Pulverfraktionen mit einer Mittelkorngröße von 0,5 bis
50 μ für das Bor und Pulverfraktionen mit einer Mittelgröße von 1 bis 50 μ für das leitende Metall zu
verwenden. Bei Benutzen von Nickel hat es sich als
besonders vorteilhaft erwiesen, Pulverfraktionen mit 45 Mischung wird mit einem Druck von 2000 kp/cm2 zu
einer Mittelkorngröße, die 10 μ unterschreitet, für Elektroden gepreßt und 30 Minuten lang in Wasserdas
Bor und Pulverfraktionen mit einer 25 μ unterschreitenden Mittelkorngröße für das Nickel zu verwenden.
Um die Porosität der Elektrode zu vergrößern, kann die Mischung der Partikeln mit bis zu 50 4 Gewichtsteile Borpulver mit einer Mittelkornetwa
25 Gewichtsprozent von z. B. Ammoniumkar- größe von 5 μ werden mit 96 Gewichtsteilen Nickelbonat
oder Ammoniumbikarbonat versetzt werden,
das die Fähigkeit hat, während des Sinterungsprozesses in gasförmige Produkte dissoziiert zu werden.
das die Fähigkeit hat, während des Sinterungsprozesses in gasförmige Produkte dissoziiert zu werden.
Das Sintern der Pulvermischung kann in vielen 55 Vakuum bei 900° C gesintert.
Fällen mit Vorteil bei einer Temperatur von etwa . .
500 bis 1500° C erfolgen, je nach der Art des leiten- ü e 1 s ρ 1 e 1 i
den Metalls. Wenn durch Zusammensintern eines 1 Gewichtsteil amorphes Borpulver mit einer Mitleitenden
Metalls der oben angegebenen Art und Bor telkorngröße von 2 μ wird mit 99 Gewichtsteilen
hergestellte Elektroden in eine alkalische Flüssigkeit 60 Molybdänpulver mit einer Mittelkorngröße von 30 μ
gebracht werden, findet langsam ein wenigstens par- gemischt. Die Mischung wird mit einem Druck von
tielles Herauslösen des Bors aus den Elektroden statt.
Ein solches Herauslösen kann in gewissen Fällen
auch in Säure oder in neutralen Flüssigkeiten vor
sich gehen. Es hat sich gezeigt, daß eine Elektrode 65
nach einem solchen Herauslösen von Bor mindestens
ebenso aktiv ist wie vor dem Herauslösen. Ein solches Herauslösen von Bor wird automatisch erhalten,
Ein solches Herauslösen kann in gewissen Fällen
auch in Säure oder in neutralen Flüssigkeiten vor
sich gehen. Es hat sich gezeigt, daß eine Elektrode 65
nach einem solchen Herauslösen von Bor mindestens
ebenso aktiv ist wie vor dem Herauslösen. Ein solches Herauslösen von Bor wird automatisch erhalten,
2 Gewichtsteile amorphes Borpulver mit einer Mittelkorngröße von 2 μ werden mit 88 Gewichtsteilen
Karbonylnickelpulver mit einer Mittelkomgröße von 5 μ und 10 Gewichtsteilen Ammoniumkarbonatpulver
mit einer Mittelkorngröße von 40 μ gemischt. Die
Stoffatmosphäre bei 800° C gesintert. Beispiel 4
pulver mit einer Mittelkorngröße von 10 μ gemischt.
Die Mischung wird mit einem Druck von 1000 kp/ cm2 zu Elektroden gepreßt und 30 Minuten lang in
1000 kp/cm2 zu Elektroden gepreßt und 60 Minuten lang in Vakuum bei 1000° C gesintert.
2 Gewichtsteile amorphes Borpulver mit einer Mittelkorngröße von 2 μ werden mit 98 Gewichtsteilen Karbonyleisenpulver mit einer Mittelkorn-
größe von 20 μ gemischt. Die Mischung wird mit einem Druck von 2000 kp/cm2 zu Elektroden gepreßt
und 30 Minuten lang in Wasserstoffatmosphäre bei 800° C gesintert.
10 Gewichtsteile Borpulver mit einer Mittelkorngröße von 5 μ werden mit 90 Gewichtsteilen Nickelpulver
mit einer Mittelkorngröße von 10 μ gemischt. Die Mischung wird mit einem Druck von 1000 kp/
cm2 zu Elektroden gepreßt und 30 Mmuten lang in Vakuum bei 900° C gesintert.
Für alle nach den angegebenen Beispielen hergestellten Elektroden gilt, daß sie, nachdem sie als
Brennstoffelektroden in einem Brennstoffelement mit z. B. 3O°/oiger Kaliumlauge benutzt worden sind und
dabei eine wenigstens partielle Herauslösung des Bors stattgefunden hat, eine Aktivität aufweisen, die wenigstens
ebenso groß wie die ursprüngliche Aktivität ist. Nicht einmal nach Verwendung während längerer
Zeit, wenn wenigstens annähernd alles Bor herausgelöst worden ist, weisen die Elektroden eine verschlechterte
Aktivität auf.
Die beschriebenen Elektroden können in Brennstoffelementen mit verschiedenen Elektrolyten verwendet
werden, wie z. B. Kalium- oder Natriumhydroxydlösungen. Die Elektroden können nicht nur
zu Platten geformt werden, sondern unter anderem auch zu Graupen, Körnern od. dgl. Solch Elektrodenmaterial
in Graupen- oder Körnerform kann unter anderem in Brennstoffelementen mit flüssigem Brennstoff
verwendet werden, z. B. in im Elektrolyten gelöstem Spiritus oder Hydrazin, wobei es beispielsweise
in einem Behälter angeordnet sein kann, der aus einem Netz oder einem perforierten Blech hergestellt
ist. Die Elektroden können auch in Brennstoffelementen des Typs verwendet werden, bei dem der
Elektrolyt aus einer ionenaustauschenden Membran von organischem oder anorganischem Typ besteht.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen von porösen Brennstoffelektroden für Brennstoffelemente durch
Zusammensintern eines oder mehrerer der Metalle Nickel, Kobalt, Eisen, Wolfram und Molybdän
und eines das Metall aktivierenden Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß als aktivierendes Element 0,1 bis 10 Gewichtsprozent
Bor, bezogen auf die Gesamtmenge von Bor und Metall, verwendet und daß das Bor gegebenenfalls
wenigstens teilweise in an sich bekannter Weise aus dem gesinterten Produkt herausgelöst
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern in Wasserstoffatmosphäre
ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvermischung in bekannter
Weise mit einem Treibmittel versetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvermischung mit einer
Chromverbindung versetzt wird, die beim Sintern ein Oxyd bildet, wobei höchstens 2 Gewichtsprozent
Chrom im gesinterten Material enthalten sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 321 280.
Französische Patentschrift Nr. 1 321 280.
809 557/171 5.58 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1055763 | 1963-09-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1269213B true DE1269213B (de) | 1968-05-30 |
Family
ID=20292509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEP1269A Pending DE1269213B (de) | 1963-09-27 | 1964-09-12 | Verfahren zur Herstellung von poroesen Brennstoffelektroden fuer Brennstoffelemente |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3414438A (de) |
| DE (1) | DE1269213B (de) |
| GB (1) | GB1073492A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2924678A1 (de) * | 1978-06-19 | 1979-12-20 | Hitachi Ltd | Elektrodenkatalysator fuer ein brennstoffelement |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808052A (en) * | 1969-08-27 | 1974-04-30 | A Dey | Organic electrolyte cell employing molybdenum oxide cathodic electrode |
| US3804672A (en) * | 1969-08-27 | 1974-04-16 | Mallory & Co Inc P R | Method of making a molybdenum trioxide electrode by pyrolytic decomposition |
| SE443897B (sv) * | 1978-03-30 | 1986-03-10 | Jungner Ab Nife | Sett for tillverkning av hogporosa nickelelektrodstommar med 90-95% porvolym for elektriska ackumulatorer |
| US4251344A (en) * | 1980-01-22 | 1981-02-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Porous nickel coated electrodes |
| DE3109183C2 (de) * | 1981-03-11 | 1983-05-11 | BOMIN Bochumer Mineralöl GmbH & Co, 4630 Bochum | Aus Nickelpulver heißgepreßte hochporöse Elektrode für alkalische Wasserelektrolyseure |
| US4797379A (en) * | 1982-08-19 | 1989-01-10 | Energy Research Corporation | Electrode structure and method of making same |
| US4939111A (en) * | 1986-04-25 | 1990-07-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Cathode for molten carbonate fuel cell |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1321280A (fr) * | 1961-05-06 | 1963-03-15 | Asea Ab | Procédé de production d'une électrode poreuse pour élément ou couple à combustible et électrode ainsi produite |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1030666A (en) * | 1912-03-19 | 1912-06-25 | Gen Electric | Process of manufacturing incandescent-lamp filaments. |
| US1648679A (en) * | 1921-01-18 | 1927-11-08 | Gen Electric | Incandescent lamp |
| US2059041A (en) * | 1930-07-08 | 1936-10-27 | Gen Electric | Hard alloys |
| US2073826A (en) * | 1934-05-28 | 1937-03-16 | Ramet Corp | Method of making borides |
| US2725287A (en) * | 1952-11-26 | 1955-11-29 | Raytheon Mfg Co | Molybdenum solder powder |
| US2936250A (en) * | 1953-06-22 | 1960-05-10 | Borolite Corp | Cemented zirconium boride material having a protective chromium containing coating |
| US2769114A (en) * | 1953-09-04 | 1956-10-30 | Eitel Mccullough Inc | Anode for electron tubes |
| LU34583A1 (de) * | 1955-09-05 | |||
| US3202862A (en) * | 1961-02-17 | 1965-08-24 | Gen Electric | Make-alive electrode for an arc discharge device |
| US3183123A (en) * | 1962-03-19 | 1965-05-11 | Allis Chalmers Mfg Co | Fuel cell electrode |
| US3183124A (en) * | 1962-03-19 | 1965-05-11 | Allis Chalmers Mfg Co | Method of making a fuel cell electrode |
| US3151386A (en) * | 1962-03-22 | 1964-10-06 | Williams Gold Refining Co | Material for modifying semiconductors |
-
1964
- 1964-09-12 DE DEP1269A patent/DE1269213B/de active Pending
- 1964-09-25 GB GB39118/64A patent/GB1073492A/en not_active Expired
-
1967
- 1967-01-30 US US612730A patent/US3414438A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1321280A (fr) * | 1961-05-06 | 1963-03-15 | Asea Ab | Procédé de production d'une électrode poreuse pour élément ou couple à combustible et électrode ainsi produite |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2924678A1 (de) * | 1978-06-19 | 1979-12-20 | Hitachi Ltd | Elektrodenkatalysator fuer ein brennstoffelement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3414438A (en) | 1968-12-03 |
| GB1073492A (en) | 1967-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0297315B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einer Cermet-Schicht und einer porösen Metallschicht auf einer oder beiden Seiten der Cermet-Schicht als Diaphragma mit Elektrode(n) | |
| DE2238137C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytträgers, insbesondere zur Verwendung in elektro-chemischen Brennstoffzellen | |
| DE2720529C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellenelektrode | |
| EP0141142B1 (de) | Gasdiffusionselektrode mit hydrophiler Deckschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| EP0115845A2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer katalytisch wirksamen Sauerstoffverzehr-Elektrode | |
| DE1241812B (de) | Ventil-Elektrode | |
| DE1571747A1 (de) | Elektroden fuer elektrochemische Vorrichtungen | |
| DE2652152A1 (de) | Elektrode fuer elektrolytische reaktionen und verfahren zu deren herstellung | |
| DE1269213B (de) | Verfahren zur Herstellung von poroesen Brennstoffelektroden fuer Brennstoffelemente | |
| DE1280822B (de) | Verfahren zur Herstellung von Gas-Diffusionselektroden mit grossen und kleinen Poren | |
| DE1287050B (de) | Verfahren zum Herstellen einer poroesen Elektrode, insbesondere fuer Brennstoffelemente | |
| AT206867B (de) | Metallische Formkörper mit oberflächlicher Doppelskelett-Katalysator-Struktur | |
| EP0021458B1 (de) | Elektrode für die Wasserelektrolyse | |
| DE1571964C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Doppelschichtelektrode mit Nickel als Gerüstmetall für die Reduktion von Sauerstoff in Brennstoffzellen | |
| DE2914094A1 (de) | Poroese nickelelektrode fuer alkalische elektrolysen, verfahren zur herstellung derselben und deren verwendung | |
| DE1065821B (de) | Wasserelektrolyse^ | |
| EP0033363A1 (de) | Verfahren zum Beschichten einer porösen Elektrode | |
| DE1281512C2 (de) | Verfahren zur herstellung von brennstoffelektroden fuer galvanische brennstoffelemente | |
| DE1074015B (de) | Verfahren zur Eir stellung der Aktivität von aus Raney Metall bestehenden oder Raney Metall enthaltenden Katalysatoren | |
| EP0021457A1 (de) | Elektrode für die Wasserelektrolyse | |
| AT207429B (de) | Doppelskelett-Katalysator-Elektrode | |
| DE2852430C3 (de) | Mehrphasiges Packungsmaterial für Alkalimetallamalgam-Zersetzer, dieses Material enthaltender Alkalimetallamalgam- Zersetzer und Verfahren zur Zersetzung von Alkalimetallamalgam | |
| DE1244891B (de) | Verfahren zur Herstellung einer gesinterten poroesen Elektrode fuer Brennstoffelemente | |
| EP0029520B1 (de) | Verfahren zur Trennung der bei einer Schmelzflusselektrolyse entwickelten Gase und Schmelzflusselektrolysevorrichtung | |
| DE1244890B (de) | Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer Brennstoffelemente |