DE1496248C

DE1496248C - Galvanic fuel battery with a cutting disc

Info

Publication number: DE1496248C
Authority: DE
Inventors: R Dipl Phys Winsel A Dipl Phys Dr 3300 Braun schweig Wendtland
Original assignee: Varta AG, 6000 Frankfurt, Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München
Publication date: 1971-06-09

Description

Bei der Serienschaltung von benachbarten Einzelelementen in einer Brennstoffbatterie, deren Elektrolyträumen durch poröse Diaphragmen gebildet werden, muß die durch den Elektrolyten gebildete Verbindung zwischen zwei benachbarten Elektroden, die verschiedenen Elementen angehören, einen möglichst hohen elektrischen Widerstand aufweisen.When connecting adjacent individual elements in series in a fuel battery, the electrolyte spaces of which are formed by porous diaphragms, must be the connection formed by the electrolyte between two adjacent electrodes, the belong to different elements, have the highest possible electrical resistance.

Andererseits darf diese Verbindung der Elektrolytumwälzung keinen großen Strömungswiderstand bilden.On the other hand, this connection of the electrolyte circulation must not have great flow resistance form.

. Diese Aufgabenstellung wird bei einer galvanischen Brennstoffbatterie aus Brennstoffelementen mit abwechselnd angeordneten porösen Elektroden und feinporösen, mit Elektrolyt erfüllten, elektrisch nicht leitenden Diaphragmen für den Betrieb mit durchgedrücktem Elektrolyten dadurch gelöst, daß zwischen den beiden benachbarten Elektroden zweier Brennstoffelemente eine Trennscheibe mit einem langen Elektrolytkanal angeordnet ist, dessen Elektrolytwiderstand groß gegenüber dem Innenwiderstand eines Elementes bei möglichst geringem Strömungswiderstand ist.. This task is carried out with a galvanic Fuel battery made of fuel elements with alternately arranged porous electrodes and Fine-pored, electrically non-conductive diaphragms filled with electrolyte for operation with a push-through Electrolyte dissolved in that between the two adjacent electrodes two Fuel elements a separating disk with a long electrolyte channel is arranged, the electrolyte resistance large compared to the internal resistance of an element with the lowest possible flow resistance is.

. Um die Elektrodenabstände gering zu halten, ist es zweckmäßig; den Elektrolytkanal in einer verhältnismäßig flachen Trennscheibe spiralig anzuordnen.. In order to keep the distance between the electrodes small, it is useful; the electrolyte channel in a relatively to arrange flat cutting disc in a spiral.

Die erforderlichen Abmessungen für den Durchmesser 2 r des Elektrolytkanals und seine Länge werden so festgelegt, daß der zu /—⁴ proportionale Strömungswiderstand den zulässigen Wert nicht überschreitet. Die Länge / ist so zu bemessen, daß der durch den Elektrolytfaden dargestellte elektrische Nebenschlußwiderstand wesentlich größer ist als der Innenwiderstand eines Elementes. Der Nebenschlußwiderstand R ergibt sich bei dem spezifischen Widerstand σ der Elektrolytlösung zu R = σ · Ι/π · r². The required dimensions for the diameter 2 r of the electrolyte channel and its length are determined in such a way that the ^{flow resistance, which is proportional to / - 4,} does not exceed the permissible value. The length / is to be dimensioned in such a way that the electrical shunt resistance represented by the electrolyte thread is significantly greater than the internal resistance of an element. The shunt resistance R results from the specific resistance σ of the electrolyte solution as R = σ · Ι / π · r ² .

Wenn die der Trennscheibe benachbarten Elektroden gleiche Polarität besitzen, also entweder beide Anoden oder beide Kathoden sind, ist die Trennscheibe zweckmäßigerweise aus Isolationsmaterial gefertigt, um eine elektrische Verbindung der Elektroden auszuschließen.If the electrodes adjacent to the cutting disc have the same polarity, either both If anodes or both are cathodes, the separating disk is expediently made of insulation material manufactured in order to exclude an electrical connection of the electrodes.

Haben die benachbarten Elektroden ungleiche Polarität, so ist es zweckmäßig, die Trennscheibe aus einem Metall zu fertigen und dadurch die beiden Elektroden elektrisch zu verbinden. Die der Trennscheibe benachbarten Diaphragmen müssen dabei ebenfalls Elektronenleiter sein. Dies erreicht man am einfachsten dadurch, daß man die Elektroden in bekannter Weise auf der der Trennscheibe zugewandten Seite mit einer porösen Deckschicht aus Metallpulver versieht.If the polarity of the neighboring electrodes is not the same, it is advisable to remove the separating disk to manufacture a metal and thereby electrically connect the two electrodes. That of the cutting disc neighboring diaphragms must also be electron conductors. This is achieved on simplest by placing the electrodes in a known manner on the one facing the cutting disc Side provided with a porous top layer of metal powder.

In der Figur ist dargestellt, wie man durch Verwendung geeigneter Schichten aus Kunststoffen oder Metallen eine derartige Trennscheibe aufbauen kann. Die Teile (10) und (11) sind die Enddiaphragmen der benachbarten Elemente; das können auch die Deckschichten der Elektroden sein. Die Sammelscheibe (12) enthält Elektrolytkanäle, welche den Elektrolyten mit geringem Strömungswiderstand zum Zentrum leiten können. Daran schließt sich eine Lochblende (13). Hat der Elektrolyt diese passiert, so muß er in der Labyrinthscheibe (14) auf einem langen spiralenförmigen Kapillarweg nach außen strömen, bis er durch die öffnung der folgenden Loch- oder Ringblende (15) in die Sammelscheibe (16) eintreten kann. Diese verteilt den Elektrolytfluß wieder gleichmäßig auf den ganzen Querschnitt der Schicht (11).In the figure it is shown how by using suitable layers of plastics or Metals can build such a cutting disc. Parts (10) and (11) are the end diaphragms of the neighboring elements; these can also be the cover layers of the electrodes. The collecting disc (12) contains electrolyte channels that transport the electrolyte to the center with little flow resistance can lead. This is followed by a perforated diaphragm (13). If the electrolyte has passed this, it must they flow outwards in the labyrinth disk (14) on a long spiral-shaped capillary path, until it enters the collecting disc (16) through the opening of the following perforated or annular diaphragm (15) can. This again distributes the electrolyte flow evenly over the entire cross section of the layer (11).

Claims

Patent claims:

1. Galvanic fuel battery made of fuel elements with alternately arranged porous electrodes and fine-pored, electrically non-conductive diaphragms filled with electrolyte for operation with pressed electrolyte, characterized in that between the two adjacent electrodes two fuel elements a separating disk with a long electrolyte channel is arranged, whose electrolyte resistance is large compared to the internal resistance of an element at as much as possible low flow resistance.

2. Fuel battery according to claim 1, characterized in that a Electrolyte channel is arranged spirally.