177920. lajstromszámú szabadalom • Indirekt levegő (oxigén) katóddal működő áramforrás
3 17792Ó 4 romfázisú zóna (gáz, folyadék, szilárd) helyett kétfázisú zóna (folyadék, szilárd) tud kialakulni. összefoglalva, találmányunk lényege, hogy â cSÍÍd oxigén (levegő) katódját teljés egészében az elektrolitba merítjük, olyan elektrolitot alkalmazunk, amelynek az oxigénoldó képessége legalább Ö,Ö5 nil óxigén/ml elektrolit szobahőmérsékleten l,á80 bar oxigénnyomáson, a működéshez szükséges oxigént ebbe az elektrolitba fizikailag, Ül. fizikö-kémiáilág oldott, és működés közben folyamatcisan pótolt, oxigénből, ill. levegőből adagoljuk. Működését a rajz alapján mutatjuk be. Az 5 házban helyezkedik él a 3 elektrolitba belemerített és egymástól elválasztott 1 anód és 2 katód. A levegőt a 4 fúvókán keresztül az elektrolitba juttatjuk, amely azt fizikailag, ill. fiziko-kémiailag reverzibilisen oldja. Az oxigénnel telített elektrolit a 2 katódra jutva az oldott oxigén elektrokémiai reakcióba lép az elektródon, hidroxónium ionok kéléfkézriek és a további folyamatok már az ismeri elektród reakciók szerint játszódnak le. Ez a reakcióét pl. a hagyományos lúgos elektrolitban igen lassú, így nem alkalmazható, mivel annak oxigénoldó képessége rendkívül csekély (kb. 0,005 ml 02/ml oldat) szemben az igényelt 0,05—0,5 ml 02/ml oldat értékkel. Ezért olyan elektrolitot, ill. elektrolit keveréket kell alkalmazni, amelyben az oxigén oldhatósága legalább egy fiagySágVenddél nágyoÖÖ, rflltit ä hagyományosán alkalmazott lúgos elektrolitban. Ilyen viszonylag nagy mennyiségű oxigént oldani képes vegyületek a perfluor vegyületek pl. perfluor-2 butil-téffahídfdfüfári; éféféfc pl. dfbufilétér, öko-vegyületek pl. hiétii-fctií-kéföfí, alfcdftblök pl. étahói, rhétáriol. Esíék ökfféhotdő képéSségéré jellemző nil oídott oxigén a=--------------------«0,4—0,5 ml elektrolit átheíy á Vér ftétrioglöbinjánák dXlgériöldó képességével nágyjábél fiiêgègÿezlk, a Víznél kb. áÖ-Szdf-, á 3Ö%-ós KOlí oldatnál kb. ÍÖÖ-szor nagytftíÖ értékű. Elektrolit készítéséhez éZèkét a pertáros, ill. ápdláros oldószereket önmagában isrftért módón sXervéá, ill. szervétlén dfeszociátddó ányagok bédldásáVát eléktromosan vezetővé kell tenni. Az alkalmazott megoldás előnyei: 1. Miután nincs szükség elválasztott gázterekre, tehát az áflódökát és a kátódokat égy közös, szilárd falú edénybe Hélyezfietjük él, ily módon a szivárgás veszélyé megszűnik. 2 2. Az oxigénnél telített éléktrölit az éléktrőd teljes félületévéi érintkezik, áá oxigétí redukciója nem korlátozódik egy vékony háromfázisú rétegre, így nem szükséges — az elektród korrózióját okozó — magas helyi áramsörűségnek kialakulnia. Ilyen módon a reakciózóná néni kényszerül vándorlásra és áz elektród működése időben, elvileg nincs korlátozva. 3. A működéshez túlnyomást és légmentés lezárást néíh ítéli Biztosítani. Az összes cellák levegőztetéséhez egÿ kiáfteljélítményü ventillátor elegendő. 4. Anódként egyaránt alkalmas fém elektród (pl. cink, kadmium) így féríi-levegő áramforrás) gáz. ill. folyadék elektród esetén (pl. hidrogén, metanol) fűtőanyag elem építhető fel. Példák 1. 5Ó g 40 [xm szemcsémére! alatti ezüstport 8 g 20 txm alatti szemcseméretű PVC porral +10 ml desztillált vízzel összekeverünk. A keveréket 100 ;xm lyukméretű nikkelhálóra kenjük oly módon, ho'gÿ à tétég êfüst tartalma a hálón 5 mg/cm2 legyen. A hátét szcrbafiőfokon megszárítjuk, majd 250 °C-ón 15 percig hőkezeljük. Ezáltal rendelkezésre áll az üidirekt katód, mely katalizátor kompozíciót tartalmaz. Elektrolit keveréket készítünk oly módon, hogy 50 ml perfluor-2 butil-tétráhidröfuránban 10 g lítiufttpefklorátot oldunk. Az elkészült elektródot ebbé az Oldatba helyezve, anódként hagyományos módon elkészített cink elektródot alkalmazva, majd az oldaton kérésziül levegőt, ill. oxigént áramoltatva olyan telepet nyerünk, amelynek katódján mérhető áramsűrűség meghaladja a 15 mA/cm2 értéket. Ezen vizsgálatokat 100 cikluson keresztül, azaz 500 kisütési és 1000 töltési óráig végeztük, a telep kapocsfeszültsége 1 V maradt, a kátédon romlást nem tapasztalttól:. 2. 50 g kobaltftálocianidot 20 g polietilén porral és 30 ml vízzel összekeverjük, a keveréket 60 fxm szálmérető, 120 |xm lyukméretű nikkelhálóra kenjük oly triódon, hogy áz indirekt kdtód élektfőd félülétén 50 mg/cm2 katalizátor helyezkedjen él EZf á katalizátor korttpozleiót megszárítjuk, májd 230 °C-on 20 ptefeig Hőkéáéfjük. Az 1. példában leírt elektrolitba héfÿézvé, àZ ott léírt körülményék között Vizsgáljuk. A kapott árámsűrűség 8 mA/cm21 V kápocsfészülfség melléit. Szabúdalnti igénypontiak 1. Ifldirékt levegő (oxigén) kafóddál működő áráttifőrfás, amely házból (5), bëntie élhèlÿèzett és egymástól elválasZtdtt éléfctrődokból és elektrolitból (3) áll, azzal jéllérrtézvé, hogy iá árámförfás ojfigéft (levégő) indirekt katődja (2) az elektrolitba van mérítvé, az éléktrölit (3) oxigén oldó képessége légalább 0,05 ml oxigén/ml éifektrolit szobahőmérsékletén 2É0 hát oxigénnyomáson, és atfiely az öXigén (levegő) elektrolitba (3) juttatásárá alkalmas bevezetéssel rendelkezik. 2. Az 1. igénypont szerinti áramforrás kivitéli alakja, azzal jellemezve, hogy az elektrolit keverék 1—99% perfluor vegyűlétét, pl. pérfluor-2 butil-tétrahidrdfüránt tartalmaz. 3. Az 1. igénypont szerinti áramforrás kivitéli álákjá, azzal jelléfliézvé, hogy 1—99% alkoholt pl. étanolt, metanolt tartalmazó elektrolitja van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 $0 55 60 65 2
