184812. lajstromszámú szabadalom • Telep cserélhető folyóanóddal, gázzal depolarizálható elektrokémiai cella és bipoláris elem a telep és a cella kialakítására
1 184 812 2 illetve gázkivezető 8 kiömlése elosztóberendezéssel, illetve elszívóberendezéssel kapcsolódik, amelyek révén a dobozszerű 1 katódelemekben szabályozható nyomás alatt levegő, oxigén, vagy más depolarizáló gáz áramoltatható: A 3. ábra metszetben mutatja a telep 10 tartályát. A teleptartály fala műanyagból, keménygumiból, vagy más elektromosan semleges tulajdonságú anyagból készül ; és 11 hornyokkal vagy más térbeli elválasztást biztosító ' elemekkel van kialakítva, amelyekbe az egyes doboz-! szerű 1 katódelernek betolhatok. A 11 hornyoknak nem kell elémiök a 10 tartály alját, és ezért a 10 tartályban 16 tér marad fenn (4. ábra) az elektrolitnak a dobozszerű 1 katódelernek alatti áramoltatására, elszívására, stb. Ha az 1 katódeleineket a 11 hornyokba helyezzük, a dobozaikon elhelyezett 4 katódok és a következő dobozon elhelyezett 5 fogyóanód között 12 tér van, amely térbeli elválasztásukat biztosítja. A 10 tartály oldalfalában kialakított 11 hornyok helyett más szerkezeti megoldás is alkalmazható, ha az a 10 tartály oldalfalaiban biztosítja az 1 katódelernek megfogását és a szükséges mélységig való betolását. A 10 tartály falai 13 és 14 vezetékkel vannak ellátva, amelyek az elektródok közötti 12 terekkel 13a és 14a vezetékek révén érintkeznek. Az üzemelés során egy külön tartályból vagy edényből elektrolitot áramoltatunk a 12 terekbe, és ekkor a 13 és 14 vezetékek beömlésként, illetve kiömlésként szolgálnak. Az A jelű szélső 1 katódelem doboza villamos kapcsolatban áll a telep negatív sarkához tartozó 24 kivezetéssel, míg a másik szélső katódelem (a 2. ábra szerinti la katódelem, amely a 3. ábrán nem látható) a D jelű záróelemként (2. ábra) a telep pozitív sarkához kapcsolódik. A 4. ábra a 3. ábra szerinti 4-4 vonal mentén a telep keresztmetszetét mutatja. Az ezen az ábrán bemutatott 1 kaíódelemeknek 15 inaktív alsó része van, amely meghatározott távolságig terjed a vízszintes 6 szorítólemeztől vagy rugózó laptól, tehát az 5 fogyóanód működőképes részének alsó szélétől lefelé. A 15 inektív alsó rész előnyösen 3...5-ször olyan hosszú, mint a 4 katód és az 5 fogyóanód közötti távolság (vagyis, mint a 3. ábrán látható 12 tér szélessége). A 15 inaktív alsó rész feladata az, hogy a 16 térben folyó elektrolitban kialakuló söníáram áramútját meghosszabbítsa. Olyan kialakítás is lehetséges, amelyben all hornyok a 10 tartály aljáig érnek, és ily módon a 16 tér nem jelenik meg. Ebben az esetben a bipoláris 1 katódelemeknek nincs szükségük a 4. ábrán látható 15 inaktív alsó részre, hanem az 1. és 2. ábra szerint hozhatók létre. A dobozszerű 1 katódelernek előnyösen azonban nem érnek el a 10 tartály alsó szintjéig, hanem 16 tér ütated az 1 katódelernek alsó szintje és a 10 tartály alsó szintje között. A 16 térben az elektrolitból kiváló szilárd oxidok, az anódfém oldódásának következményeként kialakult vegyületek gyűlhetnek össze oly módon, hogy az elektródok közötti térben lezajló folyamatokat jelenlétükkel nem zavarják. Ha a telepet új lemezek beépítésével friss 5 fogyóanóddal újratöltjük, az elektrolitot le kell szívni a kicsapódott oxidokkal és vegyüietekkel együtt. Erre a célra a 10 tartály aljában 26 leszívó nyílás szolgál. A dobozszerű 1 katódelemekben a gázáramoltató 7 beömlések és 8 kiömlések megfelelő 17 csatlakozón át kapcsolódnak 18 gázelosztó csőhöz és 19 gázelszívó csőhöz. A telep 10 tartályának belsejében 20 szivattyú vagy kompresszor és 21 szelep 22 beömlési csővezetékkel és 23 kiömlési csővezetékkel együttműködve biztosítják a telep belsejében a kívánt gáznyomás fenntartását. A 10 tartálynak 9 fedőlapja van, amely az elektrolit kijutását akadályozza meg. A telepben általában a 4. ábrán 27 vonallal jelölt szintmagasságig biztosítjuk az elektrolit jelenlétét. A működtetés során levegőt, oxigént, oxigénnel dúsított gázt, vagy más depolarizáló gázt juttatunk a dobozszerű 1 katódelernek belsejébe a 20 szivattyú vagy más áramoltató egység segítségével (4. ábra). A gáz kiáramlását a 21 szelep szabályozza. Az 1 katódelem belsejében meghatározott állandó értékű túlnyomást kell biztosítani abból a célból, hogy az elektrolit ne tudjon áthatolni a porózus 4 kátédon, továbbá azért, hogy a porózus 4 katód anyagában három fázis érintkezhessen egymással. A szükséges nyomás az aktivált porózus 4 katód porozitásával és permeabilitásával együtt változik és úgy kell beállítani, hogy az elektrolit ne tudja elönteni a 4 katód pórusait, és a gáz ne áramoljon át a falon az elektrolitba. Legelőnyösebb anódanyagnak a cinket tartjuk. Természetesen, a fémet és oxigén kölcsönhatása alapján működő cellákban alkalmazott minden villamos vezető anyag, tehát más fémek, fémszerű anyagok, ötvözetek és nehéz fémsók egyaránt felhasználhatók. Az 5 fogyóanődot előnyösen tömör fémből készítjük, de porózus, részben porózus, vagy részben tömör anódok is alkalmasak lehetnek. Az anódlemez lehet sima, kissé meghajlított, vagy durva felületű. Az anód anyagát úgy kell választani, hogy az elektrolittal vegyi reakcióba lépjen és az oxigénnél nagyobb elektropozitivitású legyen. Elektrolitként elsősorban alkáli anyagok, különösen nátrium-hidroxid, kálium-hidroxid, kálium-hidroxid és rubídium-hidroxid keveréke, vagy hasonló folyadékok használhatók. Ha a telepet külső áramkörbe kapcsoljuk, az áram az elektródok közötti 12 terekben levő elektroliton át a cinkből készült 5 fogyóanódhoz, majd az egyes vezetőképes 1 katódeíemeken át ugyanabban az elemben a 4 kálódhoz, az elektroliton át az elektródok közötti térben a következő szomszédos bipoláris elem cink 5 fogyóenódjához folyik, és így tovább a telep 25 kivezetésére, amely a külső terhelő áramkörbe csatlakozik. Hogy a 10 tartály alsó részében levő elektrolitban kialakuló söntáramot korlátozzuk, a 16 teret részben szigetelő anyaggal tölthetjük ki, mint például kerámiadarabokkal, stb. Az 5., 6. és 7. ábrán bemutatott kiviteli alakban az 1. és 2. ábrán látható dobozszerű 1 katódelemekhez hasonló 31 katódelernek láthatók, amelyek megfelelő fémből, például nikkelből, rozsdamentes acélból, stb. készülnek. A 31 kaiódelemeknek 32 és 34 katódjaik vannak, amelyek porózus falúak és U alakú 33 felső, 33a alsó, 33b és 33c oldalsó közdarabokat tartalmazó derékszögű elemekben vannak megfogva. A közdarabokat előnyösen egyetlen fém munkadarabból alakítjuk ki. A 32,34 katódok szintereit aktivált titánból vagy más ellenálló fémből, nikkelből, rozsdamentes acélból készülnek. A nikkelt vagy a rozsdamentes acélt katalitikus anyagokkal impregnáljuk. Katalizátorként platinacsoport féméi, azok oxidjai, azok kevert oxidjai és más katalitikus hatású oxidok, mint spinellek, perovszkitok, delafosszitok, bronzok, stb. használhatók. A 32, 34 katódokat 5 10 t5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
