DE1671935C3

DE1671935C3 - Process for operating a fuel battery with a basic electrolyte as well as a fuel battery operated according to this process

Info

Publication number: DE1671935C3
Application number: DE19681671935
Authority: DE
Inventors: Bernard Paris Warszawski
Original assignee: Societe Generale De Constructions Electriques Et Mecaniques Alsthom S.A., Paris
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1968-02-22
Publication date: 1977-06-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffbatterie mit basischem Elektrolyten, bestehend aus mehreren Zellen, die elektrisch in Serie geschaltet und deren anodische bzw. kathodische Reaktionsräume nacheinander von dem Elektrolysen mit einem entsprechenden Reaktionsmittel durchflossen werden, wobei ein die beiden Räume trennender Separator kationisch oder nicht selektiv ist.The invention relates to a method for operating a fuel battery with basic electrolytes, consisting of several cells that are electrically connected in series and their anodic or cathodic The electrolysis with a corresponding reactant flowed through the reaction chambers one after the other with a separator separating the two spaces being cationic or non-selective.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine nach diesem Verfahren betriebene Brennstoffbatterie.The invention also relates to a fuel battery operated according to this method.

Es ist bekannt, daß das Problem der Karbonatbildung . des basischen Elektrolyten eiircr Brennstoffbatterie , eines der schwierigsten ist, auf die man bei dem Versuch, Brennstoffbatterien in industrielle Bereiche einzuführen, Stößt.It is known that the problem of carbonate formation. of the basic electrolyte of a fuel battery , one of the hardest ones to come across when trying Introducing fuel batteries into industrial areas, abuts.

Tatsächlich wird bei einer Brennstoffbatterie für industrielle Anwendungen, d. h. die Luftsauersioff und direkt oder indirekt kohlenstoffhaltigen Brennstoff verbraucht, Kohlensäure in die Batterie von verschiedenen Quellen ausgehend eingeführt. Die Luft enthält einen gewissen Anteil kohlenstoffhaltiger Gase. Die direkte Verwendung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs ergibt Kohlensäure als Reaktionsprodukt. Bei der Herstellung von Wasserstoff aus einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff wird Wasserstoff erzeugt, der. wenn man bei ökonomischen Preisen bleiben will. d. h ihn nicht sehr stark gereinigt hat. einen beträchtlichen Anteil Kohlendioxid enthalt.In fact, in a fuel battery for industrial applications, i.e. H. the Luftsauersioff and directly or indirectly consumed carbonaceous fuel, carbonated in the battery of various Sources introduced. The air contains a certain amount of carbonaceous gases. the direct use of a carbonaceous fuel gives carbonic acid as a reaction product. In the Producing hydrogen from a carbonaceous fuel is used to produce hydrogen. if wants to stay at economical prices. d. h him not has cleaned very heavily. contains a significant amount of carbon dioxide.

Wenn als Elektrolyt eine Saure verwendet wird, tritt in dieser Umsicht kein Problem auf. Man weiß jedoch, daß dann die Auswahl der Klektrodenmaterialien beschränkt ist und daß unter den Hlekirodenkutalysatoren nur Platinkatalvsatoren im bisherigen Kntwieklungsstadium verwendbar sind. Der saure Elektrolyt führt daher zu einer teuien Batterie. Die Herstellung dieser Batterie würde auch durch die beschränkte Verfug jrkeit der Platinkataljsatoren begrenzt sein.If an acid is used as the electrolyte, it occurs in this prudence there is no problem. However, one knows that then the selection of the electrode materials is limited and that among the Hlekirodenkutalysatoren only platinum catalysts in the previous stage of development are usable. The acidic electrolyte therefore leads to an expensive battery. The making of this Battery would also be affected by the limited availability of platinum catalysts may be limited.

Dagegen sind beim basischen Elektrolyten zahlreiche übliche billige Metalle verwendbar, um als Elektroden oder Katalysatoren sowohl für .Sauerstoff als auch für zahlreiche Brennsto"-· verwendet zu werden. So führt Sauerstoff zu einer reversiblen Reduktion in OH-Ioner. auf zahlreichen Werkstoffen (z. B. Silber. Aktivkohle). Wirtschaftliche kohlenstoffhaltige Brennstoffe wie Methanol reagieren bei tiefer Temperatur an Katalysatoren wie Nicelborid. Die erzeugte Kohlensaure bildet mit dem basischen Elektrolyten schnell Karbonate. Dies führt für die meisten Batterien zu einer Leisiungseinbuße. On the other hand, in the case of the basic electrolyte, numerous common cheap metals can be used as electrodes or catalysts to be used for both oxygen and numerous fuels Oxygen to a reversible reduction in OH ioners. on numerous materials (e.g. silver, activated carbon). Economical carbonaceous fuels like At low temperatures, methanol react on catalysts such as nicelboride. The generated carbonic acid forms carbonates quickly with the basic electrolyte. This leads to a loss of performance for most batteries.

Es wurden bereits seit langer Zeit Methoden gesucht, die es ermöglichen, eine sta.idige oder intermittierende Beseitigung von Karbonaten aus dem Elektrolyten durchzuführen. Viele dieser Methoden erfordern mehr Energie, als die Batterie erzeugt. Verschiedene benötigten Hilfs-Reaktionsmittel sowie zusätzliche Vorrichtungen. Eine der als am meisten zufriedenstellend betrachteten Methoden besieht darin, in kontiunierlicher oder intermittierender Form eine Base wie Calziumoxid hinzuzufügen, die die Bildung von nichtlöslichem Karbonat hervorruft. Außer der Notwendigkeit, das Calziumoxid passend zuzugeben und das Calziumkarbonat herauszufiltern, ist es bei diesem Verfahren nötig, außer dem Brennstoff Calziumoxid im Verhältnis von 1,75kg CaO für ί kg Methanol zu speichern. Weiterhin sind umfangreiche Hilfsvorrichtungen erforderlich. For a long time, methods have been sought which make it possible to produce a constant or intermittent Carry out removal of carbonates from the electrolyte. Many of these methods require more Energy than the battery generates. Various needed Auxiliary reactants and additional devices. One of the methods considered most satisfactory is to be more continuous or intermittent form to add a base such as calcium oxide, preventing the formation of insoluble Carbonate. Except for the need to add the calcium oxide appropriately and the calcium carbonate To filter out, it is necessary in this process, except for the fuel calcium oxide in proportion of 1.75kg CaO for ίkg methanol. Furthermore, extensive auxiliary devices are required.

Eine aus »journal of the Electrochemical Society«. 1961, Vol. 108, 11, 1073, bekannte Methode besteht darin, der Batterie eine Elektrolysezelle zuzuordnen, deren anodische und kathodisch!. Behälter durch eine kationische Membran voneinander getrennt sind. Durch Anlegen einer ausreichenden Spannung zwischen die beiden Elektroden dieser Zelle durchqueren die aus der Batterie herausgezogenen und in die Zelle eingeführten Kationen K⁺ der Kaliumkarbonatlösung die Membran unter dem Einfluß des elektrischen Feldes. Während man an der Anode Sauerstoff und kohlenstoffhaltiges Gas freisetzt, erhält man an der Kathode Wasserstoff. Zu der für diese Umformung benötigten Energie fügt sich jedoch noch die Energie der Elektrolyse des Wassers hin7 1One from "journal of the Electrochemical Society". 1961, Vol. 108, 11, 1073, known method consists in assigning an electrolytic cell to the battery, its anodic and cathodic !. Containers are separated from one another by a cationic membrane. By applying a sufficient voltage between the two electrodes of this cell, the cations K ^{+ of} the potassium carbonate solution, which are drawn out of the battery and introduced into the cell, cross the membrane under the influence of the electric field. While oxygen and carbon-containing gas are released at the anode, hydrogen is obtained at the cathode. In addition to the energy required for this transformation, however, there is also the energy of the electrolysis of the water7 1

Dieser zusätzliche Energieverlust muß entweder dadurch vermieden werden, daß Wasserstoff- oder Sauerstoffprodukte in einer Hilfsbatterie verbraucht werden oder daß zwei identische reversible Elektroden verwendet werden, die periodisch ihre Rolle umkehren, fn allen Arten ruft das Verfahren Verluste hervor, die auf Überspannungen der Elektroden und Ohmsche Verluste in der Elektrolysezelle und evtl. analoge Verluste in der Hilfsbatterie zurückzuführen sind.This additional energy loss must be avoided either by the fact that hydrogen or Oxygen products are consumed in an auxiliary battery or that two identical reversible electrodes are used, which periodically reverse their roles, in all species the method causes losses on overvoltages of the electrodes and ohmic losses in the electrolysis cell and possibly analog Losses in the auxiliary battery are due.

Außerdem stellen die Elektrodialysezelle und gegebenenfalls die Hilfsbatterie zusätzliche, von der BatterieIn addition, the electrodialysis cell and, if necessary, the auxiliary battery provide additional support from the battery

unterschiedliche Hilfsvorrichtungen dardifferent auxiliary devices

Tatsächlich sind keine der bisher beabsichtigten oder durchgeführten Methoden wirklich zufriedenstellend. Trotz aller Vorteile, die bei basischem Elektrolyten bleiben könnten, zwingt das NichtVorhandensein einer passenden Methode zur Beseitigung von Karbonuten eine große Zahl .on Forschungsgruppen, sich entweder a'.'f Batterien mit Säure-EIektrolyien. bei denen sich das Problem der Ersetzung von Plaiinkaialvsatoren ergibt, oder auf neutrale Ele^: trolyte. bei denen die Leistungen sehr gering sind, oder aul indirekt mn Wasserstoff gespeiste Batterien, die jedoch die Reinigung ues Wasserstoffes benötigen, zu orientierenIn fact, none of the methods so far intended or carried out are truly satisfactory. Despite all the advantages that could remain with basic electrolytes, the lack of a suitable method of removing carbonates forces a large number of research groups to either opt for batteries with acid electrolytes. in which the problem of replacement resulting from Plaiinkaialvsatoren, or neutral ^{Ele:-electrolytes.} in which the performance is very low, or on batteries indirectly fed with hydrogen, but which need cleaning with hydrogen

Der Erfindung liegt die Aulgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffbatterie der e^;ngangs genannten Art /u seh^f'en. bei dem die Kohlensäure selbsttätig entfernt u ■ >hne außer der von der normalen i'o'ari^.riior. da irjtterie herrührenden Energie eine weiter- /u t ■ ..ngen. und bei dem ohne zusätzliche Mittel di-j ,urteile eines basischen Elektrolyten bewaiir« h, inen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß d . jr_Ch gelöst, daß die Menge des Elektrolyten derart du. _h Pumpen geregelt wird, daß der Elektrolyt im Anodenrat'ir. der letzten durchfiosse- η'·η Zelle einen solchen pH-Wert abnimmt, daß die Karbonationen CO>-Gas bilden, das am Ausgang dieser Zelle abgeschieden wird, ehe der Elektrolvt dem Zyklus w ieder zugeführt wird.The invention is based on the task of providing a method for operating a fuel battery of the e ^; Initially mentioned type / u see ^ f'en. in which the carbonic acid is removed automatically except that of the normal i'o'ari ^ .riior. since irjtterie derived energy is a continue / u t ■ ..ngen. and in which without additional means di-j, judge a basic electrolyte bewaiir "h, inen. This object is according to the invention d. jr _C h dissolved that the amount of electrolyte is regulated by pumping that the electrolyte in the anode rat'ir. the last durchfiosse- η '· η cell such a pH-value decreases, the carbonate ion CO> gas form, which is deposited at the output of this cell, before the Elektrolvt w cycle ieder supplied.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Verfahrens sowie die nach diesem Verfahren betriebene Brennstoffbatterie sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.A preferred embodiment of this method and the fuel battery operated according to this method are characterized in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß in einer durch den Separator in zwei Halb-Batterien un'erteilten Brennstoffbatterie die Entwicklung der elektrochemischen Reaktionen an den Elektroden zu einer Verschiedenartigkeit der beiden elektrolytischen Lösungen führt.The invention is based on the fact that in one half-batteries divided into two by the separator The development of the electrochemical reactions at the electrodes into a fuel battery Diversity of the two electrolytic solutions leads.

Tatsächlich werden, wenn man beispielsweise eine solche Wasserstoff und Sauerstoff verbrauchende Batterie betrachtet, bei der Reduktion von Sauerstoff OH- Ionen, und zwar ein Ion pro ausgetauschtes Elektron erzeugt und bei der Oxydation von Wasserstoff OH--Ionen, und zwar ein Ion pro ausgetauschtes ^Elektron vr-braucht. Das Vorhandensein des Separators verhindert den Durchgang von OH--Ionen eines _:Raumes zum anderen durch Konvektion. Dieser ^Durchgang ist praktisch nur durch Wanderung unter ^:dem Einfluß eines elektrischen Feldes möglich (die ^Diffusion durch Einwirkung des Konzentrationsgradienten ist im allgemeinen nahezu vernachlässigbar). Wenn man einen nicht anionischen Separator wählt, d. h. entweder einen kationischen oder nicht selektiven, ist die Übergangszahl der OH--Ionen durch den Separator kleiner als 1 aufgrund der Mitwirkung der anderen Ionen. Es gibt daher keine Kompensation, und je nachdem, wie die Reaktionen verlaufen, reichert sich der Elektrolyt des kathodischen Raumes basisch an, während der Elektrolyt des anodischen Raumes verarmt. Wenn man statt reinem Wasserstoff einen Wasserstoff verwendet, der kohlenstoffhaltige Gase enthält, oder wenn man einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff wie Methanol verwendet, bewirkt der zusätzliche Verbrauch von OH -Ionen durch Kohlensäure eine noch schnellere Verarmung des Elektrolyten des anodischen Raumes als in dem Fall von reinem Wasserstoff. W;nn man diese Heterogenisierung weiterhin vorantreibt, wird die basische Normalität der Lösung des kathüdischen Raumes erhöht, wodurch iuuü der pH Wen wesentlich erhohl, noch du. Reduktion-bedingungen des Sauerstoff eniphndlii h verändert werden, die auch immer gunstig bleiben werden. Demgegenüber wird die Losung des ,iriodi *> scheu Raums ihren pH-Wert verringern Man kann diese Verringerung iortsehrenci lasse'¹ bis zu dem Punkt, an dem das Kohleristoflgas beginnt ->ic M freizusetzen, d. h. praktisch mn iniltelkonzentnerte'i elektrolytischen Losungen bis zu einem pH-Wert in derIn fact, if one considers, for example, such a hydrogen and oxygen-consuming battery, OH ions are generated when oxygen is reduced, namely one ion per electron exchanged, and OH ions, namely one ion per exchanged ^, are generated when hydrogen is oxidized Electron vr-needs. The presence of the separator prevents the passage of OH ions from one space to another by convection. This ^ passage is practically only by migration ^among: the influence of an electric field is possible (the ^ diffusion by the action of the concentration gradient is generally almost negligible). If a non-anionic separator is chosen, ie either a cationic or a non-selective one, the transition number of the OH ions through the separator is less than 1 due to the contribution of the other ions. There is therefore no compensation, and depending on how the reactions take place, the electrolyte in the cathodic space becomes alkaline, while the electrolyte in the anodic space becomes depleted. If, instead of pure hydrogen, a hydrogen containing carbon-containing gases is used, or if a carbon-containing fuel such as methanol is used, the additional consumption of OH ions by carbonic acid causes the electrolyte in the anodic space to become even more depleted than in the case of pure hydrogen . If this heterogenization is promoted further, the basic normality of the solution in the cathode area is increased, which significantly increases the pH value, nor changes the conditions for reducing the oxygen, which will always remain favorable. In contrast, the solution of the, iriodi *> is shy space reduce its pH It is this reduction iortsehrenci let ^'1 to the point at which the Kohleristoflgas begins -> ic M release, ie practically mn to electrolytic solutions to iniltelkonzentnerte'i a pH in the

ίο Größenordnung von 10 bis 9. Wahrend nun der Betrieb einer Sauerstoffelektrode bei diesem pH-Wert im allgemeinen sehr ungünstig isi. ist es bekannt. daH der Betneb einer mi; einem Brennstoff wie beispielsweise Methanol arbeitenden Elektrode, w ie dies in zahlreicher Arbeilen gezeigt wurde, praktisch der gleiche isi wie bei einem pH-Wert von 14 bis !5. Die Stabilität eines Katalysators wie Nkkelbond isi noch großer in diesen; der Neutralität benachbarten pH-Bereich als in konzentrierter Kalilaugeίο order of magnitude from 10 to 9. While now operating an oxygen electrode at this pH value im generally very unfavorable isi. it is known. that the Betneb a mi; a fuel such as Methanol working electrode, like this in numerous Work shown is practically the same as at a pH value of 14 to! 5. The stability of a Catalysts like Nkkelbond are even bigger in these; pH range adjacent to neutrality than in concentrated potassium hydroxide solution

Die geringe Amplitude «ier natürlichen Konvektionsbevvegung der Elektrolyten im Innern de¹" elektrolviischen Räume verhindirt jegliche RehomogenNieruns: des Elektrolyten eine, "unkies gegenüber einen, anderen eines elektroly tischen Raumes.The low amplitude of "ier natural Konvektionsbevvegung the electrolyte de inside ^1" elektrolviischen spaces verhindirt any RehomogenNieruns: the electrolyte is a "unkies opposite one another an electrolytically tables space.

In eine· vorteilhaften Form ist cli«_- Brennstoflbattcne in zumindest soviele Zellen aufgeteilt, wie homogene pH-Bereiche fortlaufend von dem anodischen Elektrolyten durchquert werden, so daß jede Tcil-Battcie einem homogenen Bereich entspricht, indem der pH-Wert des anodischen Elektrolyten sich mäßig ändert.In an advantageous form, the fuel battery is divided into at least as many cells as the anodic electrolyte continuously traverses homogeneous pH ranges, so that each Tcil battery corresponds to a homogeneous range in which the pH of the anodic electrolyte changes changes moderately.

Mit dem Begriff »homogener Bereiche wird auf die Talsache hingewiesen, daß sich der pH-Wert beim Durchlaufen der Zellen nicht linear verändert, sondern in Stufen, zwischen denen sich je ein Bereich nahezu konstanten pH-Werts, ein homogener Bereich, befindei Bei der erfindungsgemäßen Brennstoffbatterie wire¹ The term »homogeneous areas refers to the fact that the pH value does not change linearly when passing through the cells, but in stages, between which there is an area of almost constant pH value, a homogeneous area Fuel battery wire ¹

bei jedem Umlaufzyklus eine Menge Kohlendioxid entfernt, die gleich der ist, die in irgendeiner Form im Lauf dieses Zyklus eingeführt wird. Die Steuerung der Menge der Elektrolyten entsprechend dem geforderten elektrischen Strom oder dem pH-Wert der Lösung am Ausgang des anodischen Raumes sichert das Freisetzen dieser Gasmenge. Im stationären Zustand wird der ;EIektrolyt nach der Rehomogenisierung einer Lösung ~sein. die die Anfangsbase, neutrales Karbonat dieser Base und evtl. das im vorhergehenden erwähnte neutrale Salz enthält.removes an amount of carbon dioxide equal to that in any form in the Run this cycle is introduced. Controlling the amount of electrolytes according to the required Electric current or the pH value of the solution at the exit of the anodic space ensures the release this amount of gas. In the steady state, the electrolyte becomes a solution after rehomogenization ~ be. the initial base, neutral carbonate of this base and possibly that mentioned above Contains neutral salt.

^: Das Hinzufügen eines neutralen Salzes in dem Fall, daß der Separator nicht selektiv ist, dient dazu, die Transportzahl der OH -Ionen so konstant wie möglich zu halten. Tatsächlich neigt ohne dieses Hinzufügen die Transportzahl der OH--ionen gegenüber den K ⁺ - oder Na ⁺ -Ionen dazu, sich entsprechend der Progression, der Elektrolyten aufgrund der Heterogenisierung der Konzemrationen zu erhöhen. Das Hinzufügen eine, neutralen Salzes in beachtlicher Konzentration — beispielsweise die mehrfache Konzentration der Base — neigt dazu, die Transportzahl der OH"-Ionen während des gesamten Durchgangs etwas konstant zu halten, wodurch man nicht unnützerweise die Bedeutung der Teil-Batterie (N) niedrigen pH-Wertes gegenüber denen hohen pH-Wertes erhöhen muli. ^: The addition of a neutral salt in the case that the separator is not selective serves to keep the transport number of the OH ions as constant as possible. In fact, without this addition, the transport number of the OH - ions compared to the K ⁺ or Na ⁺ ions tends to increase in accordance with the progression of the electrolytes due to the heterogenization of the concentrations. The addition of a neutral salt in considerable concentration - for example the multiple concentration of the base - tends to keep the transport number of the OH "ions somewhat constant during the entire process, which does not uselessly lower the importance of the partial battery (N) pH value compared to those of high pH value increase muli.

Die Batterie in mehrere Teil-Batterien /u unterteilen ist durcli die Notwendigkeit gerechtfertigt, es zu vermeiden, eine einzige Batterie unter energetisch ungünstigen Bedingungen arbeiten zu lassen. Wenn man die Entwicklung des anodischen Elektrolyten bei rächtet, stellt man tatsächlich fest, daß es mindestens zweiDivide the battery into several partial batteries / u is justified by the need to avoid taking a single battery under energetic to work in unfavorable conditions. If one avenges the development of the anodic electrolyte, you actually find that there are at least two

Bereiche mit verschiedenen pH-Werten gibt. Der eine von der Base gepufferte Bereich hat einen pH-Wert von 14 bis 15, während der andere durch das Pufferkarbonat (neutrales Säurekarbonat) gepufferte Bereich einen pH-Wert von 10 bis 9 hat. (Wenn es gewünscht wird, kann es einen dritten durch den Karbonatpuffer der Kohlensaure gepufferten pH-Bereich von 7 bis 6 geben). Wenn diese gesamte Entwicklung auf einer einzigen [Jektrocle und daher äquipotential stattfindet, muß diese Elektrode unter Bedingungen angeordnet werden, die vereinbar mit den ungünstigsten Teilen sind, d. h. denen mil d.-m niedrigsten pH-Wert Das führt da/u.daß man elf Batterieanordnung eine viel kleinere Potentialdiffe· rc. iK .Ιό. die man in dem am meisten basischen Bi-uti ti rrh.tluri konnte, geben muli Ein solcher Betrieb /5 im oI'ciim. hllich wenig interessant. Ls ist daher gunstig, il.is I "i ··-. hreiien ilrs Elektrolyten effektiv in /vvei oder μ i'isi i.il in drei teile /11 unterteilen und jeden in i'ii-i:. .iMikii." I cii Batterie wirken /u lassen, die in firn.-1'i h(iii'cii'.-ii(.n pH Bereich, «lh. um einen der d'V¹ Ji/heu cn l'illei herum, ,irbcile!There are areas with different pH values. One area buffered by the base has a pH value of 14 to 15, while the other area buffered by the buffer carbonate (neutral acid carbonate) has a pH value of 10 to 9. (If desired, there can be a third pH range of 7 to 6, buffered by the carbonate buffer of carbonic acid). If all of this development takes place on a single electrocle, and therefore equipotential, this electrode must be placed under conditions compatible with the most unfavorable parts, that is, those with the lowest pH value. That leads to eleven Battery arrangement has a much smaller potential difference · rc. iK .Ιό. which one could do in the most basic Bi-uti ti rrh.tluri, give muli such an establishment / 5 in the oI'ciim. ugly not very interesting. Ls is therefore favorable to divide il.is I "i ·· -. Hreiien ilrs electrolytes effectively into / vvei or μ i'isi i.il into three parts / 11 and each into i'ii-i: .iMikii." I cii battery work / u let in firn.-1'ih (iii'cii '.- ii (.n pH range, «lh. Around one of the d'V ¹ Ji / heu cn l'illei,, irbcile!

Dt· I iiterteilunj? in mehrere Feil Batterien hai unter alien Bddsiiiritfshedmgungcn /ur [ -olgc. daß das Verhältnis icdcr I cilspanniiiig /ur Gcsamtspannung kiinsi.it : hk-ihi. Diese ici/ic förderung kann auf vcrsi hicdciic Ai icn erfüllt werden Vorzugsweise wird π .in iIl-ii kleinsten gemeinsamen Teiler aller Tcilspan· n'iriL-Li suchen, die in den verschiedenen nacheinander ν<·Γ ilc in anuiiisihen Elektrolyten durchquerten Homo /.!■α' [iH Bereichen /u erzeugen sind. Man wird die ^(."-.ItMK- Batterie in cmc Anzahl von /eilen unterteilen. die L-knh dem kleinsten gemeinsamen Teuer ist. All die».· /elk-η «.erden elektrisch in Serie geschaltet. Die gctorJertc Bcdinsrun« wird daher'elbstlatig erfüllt.Dt · I iitteilunj? in several Feil batteries hai under alien Bddsiiiritfshedmgungcn / ur [-olgc. that this Ratio of I cilspanniiiig / ur total voltage kiinsi.it: hk-ihi. This ici / ic promotion can be based on vcrsi hicdciic Ai icn will preferably be met π .in iIl-ii least common divisor of all Tcilspan n'iriL-Li look that in the different one after the other ν <· Γ ilc in anuiiisihen electrolytes crossed Homo /.!■α '[iH areas / u are generating. One becomes the ^ (. "-. ItMK- subdivide battery in cmc number of / rush. the L-knh is the smallest common dear. Alles the ». · / elk-η«. earth connected electrically in series. the gctorJertc Bcdinsrun "is therefore fulfilled automatically.

VVlMcii.- Merki'-..ιΙι- gehen aus der sich auf die /cicbMiif).' beziehenden Beschreibung hervor, in der /cirhuun«.' isi cn Visfuhrungsform einer erhndungsgcmalk-ri HreimMoifbattenc schematisch veranschaulicht. D'c /dehnung zeigt eine Methanoi LuftBattcPe. in der der anot'ischc Elektrolyt in der Batterie drei homogc···· pH Bereiche durchlauft. In dem ersten Teil entsteh' il'ci Viertel der Gesamtenergie, indci /weiten ein Achtel und in dem dritten ebenfalls ein Achtel. Man hat daher die < jesamtbatterie in acht /eilen 1 unterteilt, die elektrisch in Serie durch elektrische Verbindungen 2 geschaltet sind. In der Zeichnung sind zur Vereinfachung jedoch nur vier der sechs ersten Zellen dargestellt. Diese sind durch einen Separator 3 in zwei dünne Räume von einigen Millimetern Durchmesser — einen anodischen Raum 4 und einen kathodischen Raum 5 — unterteilt. Der anodischc Elektrolyt, der durch einen Zuführungskanal 6 ankommt, wird durch eine Pumpe 7 befördert, empfängt bei der Zuführung 8 Methanol, das von einem nicht dargestellten oberen Reservoir kommt, und durchläuft nacheinander den anodischen Raum 4 jeder der acht Elcmcnlarbattcricn f. Am Ausgang der Balierienanordnung wird nach dem Freisetzen des Kohlendioxids aus dem Auslaß 9 durch Ausfallung in einem ßehäller 10 der in der Leitung 11 ankommende anodische Elektrolyt in der Leitung 12 mn dem Llektrolvten gemischt, der aus der von den kathodischen Räumen herkommenden Leitung 13 austritt Von der Leitung 12 geht ein Teil de t-Iekirolyten durch den Zuführungskanul 6 und cm anderer Teil durch den anderen Zuführungskanal 14 und nach Beförderung in der Pumpe 15 nacheinander durch jede der acht /el'cri 1VVlMcii.- Merki '- .. ιΙι- go from referring to the / cicbMiif).' related description, in the / cirhuun «. ' is schematically illustrated in the form of an extension model in HreimMoifbattenc. D'c / dehnung shows a Methanoi LuftBattcPe. in which the chemical electrolyte in the battery runs through three homogeneous pH ranges. In the first part 'il'ci quarters of the total energy arise, indci / widen an eighth and in the third also an eighth. The entire battery has therefore been divided into eight parts 1, which are electrically connected in series by electrical connections 2. In the drawing, however, only four of the six first cells are shown for the sake of simplicity. These are divided by a separator 3 into two thin spaces of a few millimeters in diameter - an anodic space 4 and a cathodic space 5. The anodic electrolyte, which arrives through a feed channel 6, is conveyed by a pump 7, receives at the feed 8 methanol, which comes from an upper reservoir, not shown, and successively passes through the anodic space 4 of each of the eight Elcmcnlarbattcricn f After the carbon dioxide has been released from the outlet 9, the anodic electrolyte arriving in the line 11 is mixed in the line 12 with the electrolyte which emerges from the line 13 coming from the cathodic chambers from the line 12 after the carbon dioxide has been released from the outlet 9 a part of the t-Iekirolyten through the supply channel 6 and cm other part through the other supply channel 14 and after conveyance in the pump 15 successively through each of the eight / el'cri 1

Der kath'idische Raum der Batterien I enthält eine Nctzelektrode 16. die direkt in dem Elektrolyten zu emulierende Lud empfangen kann. Die zu emulgieren de Luft kommt von nicht dargestellten Kompressoren und gelangt durch die Zuführungskanäle 18 in den k.i'hodischen Raum 5.The cath'idic room of the batteries I contains one Electrode 16. which is directly in the electrolyte too emulating Lud can receive. To emulsify de air comes from compressors, not shown, and passes through the supply channels 18 into the k.i'hodian room 5.

Die Menge der zugefuhrten Elektrolyten kann durch die Pumpen 7 und 15 eingestellt werden. Diese Menge kann durch eme mehl dargestellte ähnliche Vorrichtung auf den pH-Wert der Lösung des Elektrolyten am Ausgang der anodischen Räume 4 in dem Behälter 10 oder auf den durch die Batterie gelieferten elektrischen Strom geregelt '.vcrdcn.The amount of the supplied electrolyte can by the pumps 7 and 15 can be adjusted. This amount can be represented by a similar device represented by flour on the pH of the solution of the electrolyte am Output of the anodic spaces 4 in the container 10 or on the electrical ones supplied by the battery Electricity regulated '.vcrdcn.

Die bei vorliegender Erfindung verwendete Methode zur Beseitigung von Karbonaten ist auf die zyklische ! niwicklung des Elektrolyten zurückzuführen. Es sind die elektrochemischen Normaiprozesse der Batterie.die selbst die gewünschte Umformung des Elektrolyten gewährleisten. Es gibt daher bezüglich der Oxydations- «'nergie de Brennstoffs bis zum C O_rStad;um keinen Energieverlust außer den normalen Polarisationen der Batterie. Außer den normalen Batterieorganen gibt es keinerlei wettere Zubehörorgane.The method used in the present invention to remove carbonates is based on the cyclical! due to the development of the electrolyte. It is the electrochemical standard processes of the battery that ensure the desired transformation of the electrolyte. There is therefore with regard to the oxidation '' nergy de fuel to _r for CO city, to no energy loss in addition to the normal polarizations of the battery. Apart from the normal battery organs, there are no other accessories.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for operating a fuel battery with basic electrolytes, consisting of several Cells that are electrically connected in series and their anodic or cathodic reaction spaces one after the other are flowed through by the electrolyte with a corresponding reactant, wherein a separator separating the two spaces is cationic or non-selective. through this characterized in that the amount of electrolyte is regulated by pumps (7, 15) in such a way that the electrolyte in the anode compartment of the last cell (I) flowed through assumes a pH value such that the carbonate ions form CÜ2 gas, which is deposited at the outlet of this cell before the electrolyte is fed back into the cycle.

2. The method according to claim 1 with a non-selective separator, characterized in that in addition to the base, a neutral salt, preferably a salt of this base, is added to the electrolyte. is added; zt is.

3. According to the method according to claim 1 operated fuel battery with basic electrolyte, consisting of several cells that are electrically connected in series and their anodic or cathodic reaction spaces for the flow of the electrolyte / reactant mixture are also connected in series, with one the separator separating the two spaces is cationic or non-selective. characterized in that it is in at least as many cells are divided as the homogeneous pH ranges crossed by the electrolyte are.

4. Fuel battery n.ch claim 3, characterized characterized that they i an electrically in series (2) switched number of lines is divided equal to the lowest denominator of the parts of the in the different homogeneous pH ranges crossed by the anodic electrolyte to be generated Tension is.