DE2044068A1

DE2044068A1 - Brennstoffbatterie

Info

Publication number: DE2044068A1
Application number: DE19702044068
Authority: DE
Inventors: Hans 8520 Erlangen Kohlmüller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1970-09-05
Filing date: 1970-09-05
Publication date: 1972-03-16
Also published as: FR2105288B1; US3711333A; FR2105288A1; GB1358764A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffbatterie aus mehreren Brennstoffelementen zur Umsetzung von in einem flüssigen Elektrolyten gelös-fcem Hydrazin mit gasförmigem Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen als Oxidationsmittel sowie ein> Verfahren zum Betrieb einer derartigen Brennstoffbatterie. ·

In Brennstoffelementen können neben gasförmigen Brennstoffen auch flüssige Brennstoffe Verwendung finden, beispielsweise Methanol und Hydrazin. Brennstoffelemente und Brennstoffbatterien mit Hydrazin als Brennstoff sind z.B. in der Seitschrift "Chemie-Ingenieur- Technik", 41 (1969)» Seite 765 "bis 775, beschrieben. Als Oxidationsmittel dienen Luft, Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid; der Brennstoff Hydrazin ist in einem vorwiegend alkalischen Elektrolyten gelöst. In einem Hydrazin/Sauerstoff-Brennstoffelement laufen beispielsweise folgende Bruttoreaktionen ab: die ano-· dische Oxidation des Hydrazins nach

N₀H- + 4 OH" -

■> N₂ + 4 H₂Q +* 4 e"

und die kathodisohe Redtiktion des Sauerstoffes im alkalischen Elektrolyten nach

O₂ + 2 H₂O + 4 e"

■> 4 OH" .

Daraus ergibt sich für den energieliefernden Gesamtvorgang der Oxidation von Hydrazin mit Sauerstoff die Gleichung:

H₂ + 2 H₂O.

Böi dieser Umsetzung entstehen Wasser und Stickstoff. Das Wasser ;verdünnt den Elektrolyten und wird gegebenenfalls aus diesem ent-*· f-ernt. Der an der Anode gebildete Stickstoff reichej?^ sich eben-.

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falls im Elektrolyten an und wird in einem Gasabscheider abgetrennt.

Eine Schwierigkeit ergibt sich bei Hyclrazin/Saueratoff-Brennstoffelementen dadurch, daß auch an der Sauerstoffelektrode, d.h. an der Kathode, die mit alkalischer Hydrazinlösung in Berührung steht, neben der Sauerstoffreduktion eine Hydrazinoxidation erfolgen kann. Um die Hydrazinkonzentration vor der Kathode herabzusetzen, trennt man die Kathode durch ein elektrolytdurchlässiges Diaphragma vom Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch ab. Dieses Diaphragma bewirkt aber keine vollständige Trennung, so daß im Brennstoffelement durch Diffusion des Hydrazins durch das Diaphragma zur Sauerstoffelektrode ein chemischer Kurzschluß möglich ist. Dieser Kurzschluß hat die Oxidation von Hydrazin an der Kathode zur Folge, wobei nach der oben angegebenen Gleichung - aus Hydrazin und Sauerstoff Stickstoff und Wasser entstehen. In einer weiteren Reaktion kann das Hydrazin an der Kathode unter Bildung von Ammoniak zersetzt werden. Schließlich nimmt infolge der Diffusion von Hydrazin zur Kathode auch die Polarisation an dieser Elektrode aufgrund einer Mischpotentialbildung zu.

Die bei den unerwünschten Hebenreaktionen gebildeten gasförmigen Produkte, Ammoniak und vor allem Stickstoff, reichern sich in der Kathode, die aus porösem Material besteht, an. Durch die dabei entstehenden Gaspolster wird der Zutritt des sauerstoffhaitigen ^ Oxidationsmittels zur Kathode und die elektrochemische Umsetzung des Sauerstoff eSi. ,an de* Dreiphasengrenze Gas/Elektrolytflüssigkeit/ElektrodennJ4terial erschwert. Infolgedessen verschlechtern sich auch die charakteristischen Kennlinien der Kathode.

Um dies zu verhindern, wird bei den bekannten Brennstoffelementen dafür gesorgt, daS die gasförmigen Reaktionsprodukte rasch von der Kathode entfernt werden. Man läßt dazu überschüssiges gasförmiges Oxidationsmittel an der Kathode vorbeiströmen und spült

>j damit die Reaktionsprodukte aua. Dies bedeutet aber, daß eine beträchtliche Menge des im Oxidationsmittel vorhandenen Sauerstoffes nicht*aur elektrochemischen Unoätzung ausgenutzt wird und

', daß dadurch, beaogen auf daa Oxidationsmittel, ein geringer j Faraday-Wirkungßgrad erreicht wird.

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Die geschilderte schlechte Ausnutzung des Oxidationsmittels und der danit verbundene geringe Faraday-Wirkungsgrad ergeben sich, auch bei Hydrazin-Brennstoffbatterien, die aus mehreren derartigen Brennstoffelementen "bestehen, und bei denen die ,einzelnen Brennstoff elemente vom Oxidationsmittel parallel durchströmt werden. ■Weiterhin macht sich hier nachteilig bemerkbar, daß das Oxidationsmittel die Brennstoffbatterie mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit passiert, ohne daß die Möglichkeit gegeben ist, eine Dosierung des Oxidationsmittels in Abhängigkeit von der für die elektrochemische Umsetzung benötigten Menge vorzunehmen.

Läßt man dagegen die in einer Hydrasin-Brennstoffbatterie zusammengefaßten Brennstoffelemente vom Oxidationsmittel in Serie durchströmen, so machen sich ein erhöhter Strömungswiderstand und ein damit verbundener Druckabfall nachteilig bemerkbar. Darüber hinaus erfolgt im Oxidationsmittel eine starke Anreicherung der Reaktionsprodiakte, vor allem des Stickstoffes, so daß die zuletzt durchströmten Brennstoffelemente oft unzureichend mit Oxidationsmittel versorgt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffbatterie aus mehreren Brennstoffelementen zur Umsetzung von in einem flüssigen Elektrolyten gelöstem Hydrazin mit gasförmigem Sauerstoff oder sauerstoffhaitigen Gasen als Oxidationsmittel jo auszugestalten, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll zur Erzielung eines hohen Paraday-Wirkungsgrades eine möglichst vollständige Ausnutzung des gasförmigen Oxidationsmittels erreicht und außerdem zur Aufrechterhaltung der Leistung der Brennstoffbatterie, auch unter wechselnden Betriebsbedingungen, eine ausreichende Versorgung der Brennstoffelemente der Batterie mit gasförmigem Oxidationsmittel gewährleistet werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Brennstoffbatterie in mehrere untereinander elektrisch in Serie geschaltete Blöcke aus Brennstoffelementen aufgeteilt ist, daß diese Blöcke" sowie die einzelnen Brennstoffelemente innerhalb jedes Blockes mit Leitungen für das Elektrolyt-Hydrasin-Gemisch und das gasförmige €xidationeiaittöl derart verbunden sind, daß beim Betrieb der Brennstoffbatterie die Brennstoffelemente innerhalb jedes

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Blockes vom gasförmigen Oxidationsmittel parallel, die einzelnen Blöcke jedoch in Serie durchströmt werden, während alle Brennstoffelemente der Brennstoffbatterie vom Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch parallel durchströmt werden, daß ferner die Zahl der Brennstoffelemente je Block in Strömungsrichtung des gasförmigen Oxidationsmittels abnimmt und daß die Strömungsgeschwindigkeit des ι ' Gases in der Leitung· für das Oxidationsmittel durch ein am Gasausj gang der xjennstoffbatterie angebrachtes Ventil regelbar ist, das ^; durch bei einem Spannungsvergleich zwischen verschiedenen Blöcken gewonnene elektrische Signale steuerbar ist.

Die erfindungsgemäße Brennstoffbatterie weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Alle Brennstoffelemente der Brennstoffbatterie werden vom Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch parallel durchströmt und dadurch gleichmäßig mit dem Brennstoff Hydrazin versorgt. Dies gilt vor allem auch dann, wenn aufgrund einer veränderten elektrischen Belastung der Batterie die Hydrazinzufuhr neu geregelt werden muß. Besonders vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung der einzelnen Brennstoffelemente in der Brennstoffbatterie und der unterschiedlichen Schaltixng der einzelnen Brennstoffelemente bezüglich der Zuführung des Oxidationsmittels. Mehrere Brennstoffelemente sind jeweils in einem Block zusammengefaßt und die Blöcke elektrisch in Serie geschaltet. Die Aufteilung der in der Batterie enthaltenen Brennstoffelemente auf die einzelnen Blöcke erfolgt dabei in der Weise, daß die Zahl der Brennstoffelemente je Block in Strömungsrichtung des gasförmigen Oxidationsmittels abnimmt, d.h. jeder nachfolgende Block enthält weniger Brennstoffelemente als der vorhergehende. Die Anordnung der einzelnen Brennstoffelemente der Brennstoffbatterie in Blöcken mit abnehmender Zahl'an Brennstoffelementen kann man auch als Kaskade bezeichnen.

Die Brennstoffelemente werden innerhalb jedes Blockes so angeordnet, daß sie vom gasförmigen Oxidationsmittel parallel durch-•strömt werden, die einzelnen Blöcke dagegen werden bezüglich des Oxidationsmittels hintereinander geschaltet. Hierdurch kann beispielsweise der Strömungswiderstand bei der beschriebenen Anordnung in tragbaren Grenzen gehalten weilen, weil nicht sämtliche Brennstoffelemente in Serie durchströmt worden, sondern nur die

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einzelnen Blöcke. Das gasförmige sauerstoffhaltige Oxidationsmittel nimmt beim Durchströmen der Batterie aus jedem Brennstoffelement die an der Kathode durch die beschriebenen Nebenreaktionen gebildeten gasförmigen Reaktionsprodukte mit, es reichert sich deshalb immer mehr mit diesen Reaktionsprodukten an. Dies hätte, wenn nicht geeignete Maßnahmen getroffen wurden, zurFolg.e, daß bei einer Batterie, bei der mehrere Brennstoffelemente in Serie geschaltet sind, die zuletzt durchströmten Brennstoffelemente am schlechtesten mit Sauerstoff versorgt wurden, da das ihnen züge- , führte Gasgemisch prozentual den wenigsten Sauerstpff enthält. Entsprechend würde dies für die letzten Blöcke einer Batterie gelten, wenn jeder Block die gleiche Zahl von Brennstoffelementen "aufweisen würde. Durch die in der erfindungsgemäßen.Batterie vorgenommene Anordnung der Brennstoffelemente in Form einer Kaskade wird aber der schlechten Sauerstoffversorgung der letzten.Brennstoffelemente -entgegengewirkt. Die Strömungsgeschwindigkeit ist in den letzten Blöcken der erfindungsgemäßen Batterie aufgrund der verminderten Zahl der Brennstoffelemente höher als sie vergleichsweise in den letzten Blöcken einer Batterie wäre, deren Blöcke die gleiche Zahl von Brennstoffelementen aufweisen würden. Durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Brennstoffbatterie in Form einer Kaskade werden deshalb auch die am Ende der Batterie befindlichen Brennstoffelemente ausreichend mit Sauerstoff versorgt. . _t ,

In der erfindungsgemäßen Brennstoffbatterie ist die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Leitung für das Oxidationsmittel, d.h. des Gemisches aus eingespeistem sauerstoffhaitigern Oxidationsmittel und aufgenommenen gasförmigen Reaktionsprodukten, durch ein am Gasausgang der Batterie angebrachtes Ventil regelbar, das vorteilhaft ein Magnetventil sein kann. Dieses Ventil ist durch bei einem Spannungsvergleich zwischen verschiedenen Blöcken gewonnene elektrische Signale steuerbar. Der Spannungsvergleich kann dabei vorteilhaft zwischen dem letzten Block und einem davor, befindlichen Block erfolgen.

Durch die Möglichkeit der Regelung derStrömungsgeschwindigkeit "des Gaees in der Brennstoffbatterie wird erreicht, daß die Strömun-gogöschv/indigk-eit und damit die Sauerstoffzufuhr j

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den zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Batterieleistung erforderlichen Werten angepaßt werden kann. Da diese Regelung, d.h. die Steuerung des Ventils, durch bei einem Spannungsvergleich zwischen verschiedenen Blöcken der Batterie gewonnene elektrische Signale erfolgt, sozusagen von der Batterie selbst gesteuert wird, ist eine optimale Ausnutzung des Sauerstoffes im Oxidationsmittel, d.h. ein hoher laraday-Wirkungsgrad gewährleistet.

Me Steuerung des Ventils, das die Strömungsgeschwindigkeit regelt, kann vorteilhaft folgendermaßen vorgenommen werden. Die von zwei verschiedenen Blöcken erhaltenen Spannungen werden t elektronisch miteinander verglichen,, nachdem durch eine entsprechende Spannungsteilung oder eine entsprechende Wahl der Verstärkungsfaktoren von föeßverstärkern die Tatsache berücksichtigt worden ist, daß die beiden Blöcke eine unterschiedliche Zahl von elektrisch in Serie geschalteten Brennstoffelementen aufweisen. Durch den elektronischen Spannungsvergleich erhält man eine Istspannung, die mit einer vorgegebenen Sollspannung verglichen wird. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen SoIl- und Istspannung wird dann das Ventil gesteuert und zwar je nach dem Vorzeichen dieser Differenz geöffnet oder geschlossen.

Die Steuerung des Ventils kann vorteilhaft auch in der vorgenommen werden, daß durch die Differenz zwischen Soll- und Istspannung die Impulsbreite der von einem Impulsgenerator erzeugten Impulse konstanter Frequenz geändert wird und daß die dabei erhaltenen Impulse unterschiedlicher Impulsbreite der Steuerspule eines Magnetventils zugeführt werden. Unter Impulsen konstanter Frequenz sind dabei Impulse zu verstehen, deren Anstiegsflanken im konstanten zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen,

Durch die Differenz zwischen Soll- und lotspannung kann aber auch die Frequenz der von einem Impulsgenerator erzeugten Impulse konstanter Impulsbreite geändert werden, wobei dann Impulse unterschiedlicher Frequenz, d.h. Impulse mit untei'schiedlichem zeitlichen Abotand, der Steuerspule eines 1-Iagnetventils zugeführt worden. Der Vorteil dieser beiden SteuenuigsLiöglichlceiten des Magnetventils liegt in der Erzielung eines quasipröportionalen

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Regelverhaltens und in der Vermeidung größerer Schwankungen des Istwertes um den Sollwert.

Vorteilhaft wirkt sich weiterhin aus, daß man zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit die Spannung von Blöcken aus mehreren •'.Brennstoffelementen vergleicht und nicht die von einzelnen Brennstoffelementen. Dadurch kann eine fehlerhafte Steuerung des Ventils, hervorgerufen durch Abweichungen der elektrischen Charakteristik von einzelnen Brennstoffelementen, vermieden werden.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und zweier schematischer Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffbatterie und

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine .Regelungsmöglich.¹ sit für die Strömungsgeschwindigkeit.

Eine Brennstoffbatterie 1, die aus insgesamt 30 Brennstoffelementen besteht, ist in vier Blöcke unterteilt. Die einzelnen Blöcke, die mit 2, 3> 4 und 5 bezeichnet sind, enthalten in dieser Reihenfolge zwölf, acht, sechs und vier Brennstoffelemente 6. Die Brennstoffelemente 6 sind in der Figur vereinfacht dargestellt. Sie gleichen in ihrem Aufbau im wesentlichen dem in der Österreichischen Patentschrift 274 082 beschriebenen Brennstoffelement. Die Brennstoffelemente enthalten jeweils zwei

Elektroden mit einer Fläche von beispielsweise 340 cm . Die Kathoden bestehen beispielsweise aus pulverförmigem Raney-Silber und einem Butadien-Styrol-Acrylnitril-Oopolymerisat als Bindemittel; sie weisen eine Belegung von 170 mg Raney-Silber/cm auf und sind 0,7 mm stark. Als Anoden finden beispielsweise mit Raney-lTickel belegte Netzelektroden Verwendung. Die Kathoden sind "jeweils mit einem 0,4 mm dicken, elektrolytdurchlässigen Diaphragma aus Asbest vom Elektrolytraum abgetrennt. Als Elektrolyt findet beispielsweise 6 η KOH mit 0,^m N_pEL als Brennstoff Verwendung bei einer Betriebstemperatur von 40 C* Das Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch, das sich im Vorratsbehälter 7 befindet,· wird der Brennstoffbatterie 1 über die Rohrleitung 8 zugeführt. Das

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Gemisch durchströmt sämtliche Brennstoffelemente der Batterie parallel und verläßt die Batterie durch ,die Rohrleitung 9. Die Rohrleitungen für die Zufuhr und Abfuhr'des Elektrolyt-Hydrazin-Gemisches innerhalb der Batterie sind .in Pig. 1 nur skizziert-, die Zu- und Abführungen der einzelnen Brennstoffelemente der Übersichtlichkeit halber vollständig weggelassen. Der bei der elektrochemischen Reaktion in der Batterie an den Anoden entstandene Stickstoff wird durch das Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch aus.der Batterie herausgeführt und in einem Stickstoffabscheider 10 aus diesem Gemisch entfernt, das dann wieder dem Vorratsbehälter 7 zugeführt wird. An diesem Vorratsbehälter kann auch eine Dosiereinrichtung vorgesehen sein, durch die dem Gemisch P frisches Hydrazin zugeführt werden kann. Durch eine Pumpe 11 wird das Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch im Kreislauf durch die Batterie gepumpt.

Als Oxidationsmittel wird der Batterie durch die Rohrleitung Sauerstoff zugeführt, dessen Strömungsrichtung durch Pfeile 13 bezeichnet ist. Wie in der Figur dargestellt ist, durchströmt der Sauerstoff die Brennstoffelemente innerhalb der einzelnen Blöcke parall , während die Blöcke selbst bezüglich der Sauerstoff Versorgung hintereinander geschaltet sind. Bei der elektro-r chemischen Reaktion wird in den Brennstoffelementen Sauerstoff verbraucht, während bei den ITebenre^.ktionen an der Kathode vork wiegend Stickstoff gebildet wird, der vom Sauerstoff aus den Brennstoffelementen entfernt wird. Das dabei entstehende Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch verläßt die Batterie durch die Rohrleitung 14. In dieser Rohrleitung 14 ist am Gasausgang der Batterie die Regeleinrichtung 15 für die Strömungsgeschwindigkeit angeordnet. Diese Regeleinrichtung besteht aus einem Magnetventil, das durch eine Spule betätigt wird. Die vier Blöcke 2, 3> 4 und 5 der Batterie sind elektrisch in Serie geschaltet, wie durch die ■ Leitung 16 angedeutet ist. Durch die Leitungen 17 bzw. 18 werden von den beiden letzten Blöcken 4 bzw. 5 (rait sechs bzw. vier .Brennstoffelementen) die Spannungen abgegriffen und im Regler 19 miteinander verglichen. Durch den Regler 19 wird über die Leitung'20 dann das Magnetventil mittels elektrischer Signale gesteuert.

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In Pig. 2 ist ein Blockschaltbild für einen Regler'wiedergegeben, bei dem die Steuerung des Ventils in der Weise vorgenommen, wird, daß durch die Differenz zwischen Soll- und Istspannung die Impulsbreite der. von einem Impulsgenerator erzeugten Impulse ■ konstanter Frequenz geändert wird. Dabei werden die durch die Leitungen 17 bzw. 18 von zwei Blöcken abgegriffenen Spannungen zuerst einem Differenzverstärker 21 innerhalb des Reglers 19 zugeführt. In diesem Differenzverstärker wird aus den beiden Spannungen - nach entsprechender Spannungsteilung und Verstärkung -der Istwert gebildet, der über die Leitung 25 einer Grenzwertstufe 22 übermittelt wird. In dieser Grenzwertstufe 22 wird der Istwert mit einem vorgegebenen Sollwert einer Sollspannung verglichen und durch die Differenz zwischen Soll- und Istwert die Breite der Impulse mit konstanter Frequenz geändert, die der Grenzwertstufe über die Leitung 27 vom Impulsgenerator 23 zugeführt werden. Die elektrischen Signale werden dann von der Grenzwertstufe über die Leitung 26 auf eine Treiberstufe 24 übertragen und dort verstärkt. Die verstärkten Signale werden anschließend über die Leitung 20 der Spule des Magnetventils zugeführt. Die Frequenz der Impulse liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1 Hz,und 1 Hz. Bei einer Frequenz von mehr als 1 Hz ist ein schneller Verschleiß des Magnetventils möglich, bei einer Frequenz von weniger als 0,1 Hz kann ein quasiproportionales Regelverhalten nur schwierig erreicht werden.

Die beschriebene Brennstoffbatterie wird beispielsweise mit 20 A belastet, d.h. mit etwa 60 mA/cm .Die vom Block 4 abgegriffene Spannung wird innerhalb des Reglers 19 an einem Spannungsverteiler um 33 ft- vermindert und dann mit der vom Block 5 abgegriffenen Spannung verglichen. Bei normalem Betrieb sind beide Spannungen gleich groß und betragen etwa 4 V. Wird nun aber einer der Parameter dsr Brennstoffbatterie verändert, wird beispielsweise die Temperatur des Elektrolyt-Hydrazin-Gemisches oder die Hydrazin-Konzentrabion geändert oder wird die Batterie anders belastet, so nimmt bei zu geringer Sauerstoff durchs trömimg die Spannung des Blockes 5 - infolge erhöhter Anreicherung von Stickstoff im Sauerstoff - rascher ab alt) die des Blockes 4. Dadurch verändert sich die durch Spannungsvergleich dieser beiden Spannungen ermittelte Ifjtsparrnung und es ergibt sich eine Differenz zu der im

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Regler 19 vorgegebenen Sollspannung. Je nach dem Vorzeichen der Differenz zwischen Sollspannung und Istspannung wird dann das Magnetventil geöffnet oder geschlossen. Im Fall einer zu geringen Sauerstoffdurchströmung des letzten Blockes wird das Ventil geöffnet und die Batterie mit mehr Sauerstoff versorgt.

Der mit der erfindungsgemäßen Brennstoffbatterie erzielbare große Vorteil besteht also darin, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Oxidationsmittels unmittelbar und selbsttätig durch die Batterie eingestellt wird. Bei wechselnden Betriebsbedingungen wird die Strömungsgeschwindigkeit sofort verändert. Damit ist gewährleistet, daß die auf die Sauerstoffausnutzung bezogene Faraday-Ausbeute ständig bei 80 bis 90 <fo liegt.

In der erfindungsgemäßen Brennstoffbatterie sind die Blöcke aus Brennstoffelementen untereinander elektrisch in Serie geschaltet. Die Brennstoffelemente innerhalb dieser Blöcke können ebenfalls elektrisch in Serie geschaltet sein. Die einzelnen Blöcke können aber auch in mehrere Teilblöcke unterteilt sein, die aus elektrisch parallel geschalteten Brennstoffelementen bestehen, während die Teilblöcke innerhalb jedes Blockes untereinander in Serie geschaltet sind.

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Patentansprüche .

.1. Brennstoffbatterie aus mehreren Brennstoffelementen zur "Umsetzung von in einem flüssigen Elektrolyten gelöstem Hydrazin mit gasförmigem Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen als Oxidationsmittel, dadurch, gekennzeichnet, daß die Brennstoffbatterie (1) in mehrere untereinander elektrisch in Serie geschaltete Blöcke (2, 3» 4," 5) aus Brennstoffelementen (6) aufgeteilt ist, daß diese Blöcke sowie die einzelnen Brennstoffelemente innerhalb jedes Blockes mit Leitungen (8, 12) für das Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch und das gasförmige Oxidationsmittel derart verbunden sind, daß beim Betrieb der Brennstoffbatterie die Brennstoffelemente innerhalb jedes Blockes vom gasförmigen Oxidationsmittel parallel, die einzelnen Blöcke jedoch in Serie durchströmt werden, während alle Brennstoffelemente der Brennstoffbatterie vom Elektrolyt-Hydrazin-Gemisch parallel durchströmt werden, daß ferner die Zahl der Brennstoffelemente je Block in Strömungsrichtung (13) des gasförmigen Oxidationsmittels abnimmt und daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Leitung für das Oxidationsmittel durch ein am Gasausgang der Brennstoffbatterie angebrachtes Ventil (15) regelbar ist, das durch bei einem Spannungsvergleich zwischen verschiedenen Blöcken gewonnene elektrische Signale*steuerbar ist.
2. Brennstoffbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsvergleich zwischen dem letzten Block (5) und einem davor befindlichen Block (4) erfolgt.
3. Brennstoffbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (15) ein Magnetventil ist.
4. Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffbatterie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Spannungsvergleich zweier Blöcke eine Istspannung ermittelt wird, die mit einer vorgegebenen Sollspannung vergl ichen wird, und daß das Ventil in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Soll- und Istspannung gesteuert.wird.

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5. Verfahren nach Anspruch .4» dadurch gekennzeichnet, daß von einem Impulsgenerator (23) Iiapulee konstanter Frequenz erzeugt v/erden, daß durch die Differenz, zwischen Soll- und lötspannung die Impulsbreite der Impulse verändert wird und daß die Impulse unterschiedlicher Impulsbreite der Steuerspule des Magnetventile (15) zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß von einem Impulsgenerator Impulse konstanter Impulsbreite erzeugt ■werden, wobei durch die Differenz zwischen Soll- und Isispannung die Frequenz der Impulse verändert wird, und daß die Impulse unterschiedlicher Frequenz der Steuorspule des Magnetventils zugeführt v/erden.

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