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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2204183

Wasserstoff-Sauerstoff (Luft) Brennstoffbatterie elementares

Wasserstoff-Sauerstoff (Luft) Brennstoffbatterie elementares

Name des Erfinders: Karic Zia Ramizovich
Der Name des Patentinhabers: Karic Zia Ramizovich
Korrespondenzanschrift: 129626, Moskau, Kuchin Spur, 12 sq M.. 1 Z.R.Karichevu
Startdatum des Patents: 2001.11.30

Die Erfindung betrifft die Elektrotechnik, insbesondere zu den Brennstoffzellen (FC) in Kraftwerken für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise in Fahrzeugen. Gemäß der Erfindung wird die Wasserstoff-Sauerstoff (Luft) -Brennstoffzelle-Batterie (VKTEA) enthält Wasserstoffgasdiffusionselektrode mit einer Wasserstoffkammer, Sauerstoff (Luft), Gasdiffusionselektrode mit Sauerstoff (Luft) Kammer und einem Elektrolyten zwischen dem Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektroden angeordnet sind. Wenn diese Wasserstoffelektrode ein Metallhydrid-Legierung zwischen Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektrode umfasst, Nickeloxid-Elektrode und der Elektrolyt als alkalischen Elektrolyten entnommen. Nickel-Elektrode kann aus den Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) -Elektrode Separatoren getrennt werden. Nickel-Elektrode kann elektrisch konfiguriert sein, um ein Sauerstoff (Luft) Elektrode über einen Schalter verbunden werden. Nickel-Elektrode kann eine Porosität von 60 bis 80% in der relativen Widerstand des Elektrolyten von 1,5 bis 8 im Bereich müssen die Legierung MH auf der Oberfläche der Wasserstoffelektrode befindet sich die Wasserstoffkammer und die Speicherkapazität der Nickel-Elektrode Ladungskapazität im Einklang mit Blick auf Wasserstoff-Metall-Hydrid-Legierung. Das technische Ergebnis der Erfindung ist es, ein VKTEA besitzen eine hohe spezifische Leistung und Lebensdauer zu gewährleisten.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Elektrotechnik, insbesondere zu den Brennstoffzellen (FC) in Kraftwerken für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise in Fahrzeugen.

Bekannte Wasserstoff-Sauerstoff (Luft) Kraftstoff in Fahrzeugen als Energiequelle verwendet, um Zellen. Jedoch kann TE den Spitzenstromverbrauch während des Fahrmanöver nicht liefern, und die Energierückgewinnung beim Bremsen. Um diese Anforderungen zu gewährleisten, mit Energiespeicher, wie zum Beispiel die Batterie parallel mit der Brennstoffzelle verbunden ist (siehe. Das US-Patent 5929594, Kl. H 02 J 7/00, 1999). Eine zusätzliche Batterie verschlechtert die spezifischen Merkmale der Anlage.

Bekannten Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle - Batterie (VKTEA), das eine Brennstoffzelle in einem Gehäuse mit dem Elektrolyseur verbunden ist. VKTEA enthält Wasserstoff mit einer Wasserstoffgasdiffusionselektrode Kammer Sauerstoff von der Sauerstoffelektrodenkammer, einen Elektrolyten zwischen den Elektroden angeordnet ist, und die Speicherkapazität von Wasserstoff und Sauerstoff (siehe US Pat. 4.839.247, H 01 M 8/18, 1989). Der Nachteil dabei ist VKTEA niedrigen spezifischen elektrischen Eigenschaften, da der Lagertanks für die Reagenzien. Darüber hinaus sagte VKTEA über begrenzte Ressourcen verfügen aufgrund der schlechten Reversibilität der Sauerstoffelektrode während des Radfahrens (siehe V.S.Bagotsky et al Stromquellen Chemical M:.... Energoizdat 1981, s.255).

Bekannt VKTEA aus Wasserstoff und Sauerstoff mit den jeweiligen Kammerelektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind. langfristige Funktionsfähigkeit VKTEA enthält zwei Arten von Elektroden zu gewährleisten, von denen einer zum Aufladen verwendet wird, und die andere an der Abgabe VKTEA (vgl. 4074018, Kl. H 01 M 4/86, 1978). Der Nachteil ist, VKTEA Designkomplexität als aufgrund der Anwesenheit von zwei Arten von Elektroden, in einer einzigen Verpackung.

Von den bekannten VKTEA am nächsten die wesentlichen Merkmale und erreicht technische Ergebnis wird VKTEA Wasserstoffgas enthält Diffusionselektrode mit einer Wasserstoffkammer, Luftgasdiffusionselektrode zu der Luftkammer, einem Elektrolyten, der zwischen den Wasserstoff- und Luftelektroden, und die Fähigkeit zur Wasserstoffspeicherung, gefüllt mit Metallhydrid-Legierung ( zu sehen. Das US-Patent 5510202, H 01 M 8/06, 1996). Verwendung von Luft als Oxidationsmittel und ein Metallhydrid als Wasserstoffspeichervorrichtung kann erheblich spezifischen Eigenschaften VKTEA verbessern, indem Sauerstoffkapazität und eine Verringerung der Betriebsdruck-Wasserstofftank ausschließlich. Nachteilig an dieser bekannten VKTEA mit niedrigen Reversibilität der Luftelektrode während des Zyklus verbunden sind, die zu einer Verringerung der Ressourcen führt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine VKTEA besitzen hohe spezifische Leistung und Lebensdauer zu liefern.

Das technische Ergebnis wird in diesem VKTEA erreicht enthält Wasserstoff Gasdiffusionselektrode mit einem Wasserstoffkammer, Sauerstoff (Luft) Gasdiffusionselektrode mit Sauerstoff (Luft) Kammer und einem Elektrolyten zwischen dem Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektroden angeordnet. Wenn diese Wasserstoffelektrode ein Metallhydrid-Legierung zwischen Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektrode umfasst, Nickeloxid-Elektrode und der Elektrolyt als alkalischen Elektrolyten entnommen. konstruktive Umsetzung VKTEA oben beschrieben ermöglicht es Ihnen, zu kombinieren und funktionell in einem Gehäuse TE und Nickel-Metallhydrid-Batterie. Außerdem angesichts der hohen Reversibilität der Wasserstoffelektrode, ist es für Brennstoffzellen und Batterien üblich. Die Kombination von Batterie und Brennstoffzellen können wesentlich die spezifischen Eigenschaften erhöhen und Ressourcen VKTEA.

Vorteilhafterweise wird das Nickeloxid Elektrode aus der Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektrode Separatoren getrennt. Mit Trennschaltung verhindert, dass die Elektroden. Vorteilhafterweise wurde das Nickeloxid-Elektrode konfiguriert elektrisch mit einem Sauerstoff (Luft) Elektrode angeschlossen werden, beispielsweise über einen Schalter. Die Möglichkeit einer solchen Verbindung durch den Schalter können Sie den Sauerstoff (Luft) Elektrode auszuschalten, wenn der Akku geladen ist und es parallel Nickel-Elektrode während TE und Entladung der Batterie zu verbinden.

Vorteilhafterweise weist das Nickeloxid-Elektrode mit einer Porosität im Bereich von 60 - 80%, und seine relative Widerstand des Elektrolyten 1,5 - 8. Die hohe Porosität und die geringe Beständigkeit gegenüber dem Elektrolyten relativ Nickeloxid-Elektrode zwischen Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektrode angeordnet ist VKTEA, wird nicht in Innenwiderstand VKTEA zu einer deutlichen Steigerung führen.

Vorteilhafterweise wurde das Metallhydrid-Legierung auf der Oberfläche der Wasserstoffelektrode gegenüber der Wasserstoffkammer und die Speicherkapazität der Elektrode Nickeloxid angeordnet wurde mit der Ladekapazität von Wasserstoff mettallogidridnogo Legierung ausgerichtet sind. Legierung auf der Elektrode Platzierungsoberfläche der Wasserstoffkammer zugewandt ist, erleichtert die Adsorption des Wasserstoffs während der Batterieladung und Desorption von Wasserstoff in der Batterieentladung erzeugt. Koordination dieser Behälter gewährleistet eine optimale Batteriedesign und VKTEA als Ganzes.

Dirigiert Stand der Technik Analyse hat gezeigt, dass die beanspruchte Kombination von wesentlichen Merkmale, die in den Ansprüchen, ist nicht bekannt. Dies erlaubt die Schlussfolgerung, dass es für das Kriterium "Neuheit" angemessen ist.

Um die Einhaltung der beanspruchten Erfindung zu überprüfen, das Kriterium der "erfinderischen Tätigkeit" durchgeführt, eine weitere Suche nach dem Stand der Technik, um Zeichen zu erkennen, die mit den Besonderheiten des Prototyps der beanspruchten technischen Lösung zusammenfallen. Es wird festgestellt, dass die beanspruchte technische Lösung soll nicht explizit aus dem Stand der Technik. Daher trifft die beanspruchte Erfindung das Kriterium der "erfinderischen Tätigkeit".

Kurze Beschreibung der Zeichnungen und der Beschreibung der beanspruchten Design VKTEA

Wasserstoff-Sauerstoff (Luft) Brennstoffbatterie elementares

In der Zeichnung ist eine Schnittansicht VKTEA. VKTEA enthält Wasserstoffgasdiffusionselektrode 1 mit der Kamera 2 aus Wasserstoff, Sauerstoff (Luft) Gasdiffusionselektrode 3 mit Sauerstoff (Luft) Kammer 4. Der pH-Elektrode 1 auf der Oberfläche der Wasserstoffzelle vor einer 5. Nickeloxid-Elektrode Metallhydridlegierung umfasst aus dem Wasserstoff abgetrennt 6 1 und Sauerstoff (Luft) -Elektrode Separatoren 3 8. die pH-Elektrode 1 und der Sauerstoff (Luft) Elektrode 3 werden durch einen alkalischen Elektrolyten 7. der Sauerstoff (Luft) Elektrode 3 über einen Schalter 9 getrennt an einem Nickeloxid-Elektrode 6 verbunden ist, wenn (Entladung) VKTEA Aussehen Lade eine Quelle für elektrische Energie (Last) 10 mit den elektrischen Anschlüssen verbunden Wenn der Ladeschalter 9 geöffnet ist, und es ist die Batterie zu den Elektroden 1 und 6. Wenn der Entladungsschalter 9 geschlossen ist, und Entladung der Batterie erfolgt mit den Elektroden 1, 6 und Arbeitselektroden TE 1 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Angegeben VKTEA funktioniert wie folgt. Der Hohlraum 2 zugeführt wird Wasserstoff Wasserstoff in Sauerstoff (Luft) Raum 4 ist gefüttert Sauerstoff (Luft), wird der Schalter 9 geschlossen und bereit, in VKTEA TE-Modus zu arbeiten. Falls erforderlich, Ladung VKTEA Schalter 9 an die elektrischen Anschlüsse geöffnet 10 verbindet eine externe Stromquelle. Während der Ladung auf der Wasserstoffelektrode 1 freigesetzte Wasserstoff wird durch Metallhydridlegierung absorbiert , die 5 bis Nickeloxid Elektrodenreaktion abläuft Lade gemäß der Reaktionsgleichung: Ni (OH) 2+ OH - -> NiOOH + H 2 O + e. Wenn VKTEA Entladung auftritt Parallelbetrieb von Brennstoffzelle und Batterie. Bei voller Batterieentladung Stromerzeugung liefert eine Brennstoffzelle. Somit ist die beanspruchte VKTEA in einem einzigen Körper von funktionell ausgerichtet Metallhydrid-Batterie und eine Brennstoffzelle, der Wasserstoffelektrode für Brennstoffzellen und Batterien üblich. Basierend auf dem Vorstehenden kann man schließen, dass die beanspruchte VKTEA mit Erreichen der beanspruchten technischen Wirkung in der Praxis realisiert werden, d.h. es erfüllt das Kriterium der "industrielle Anwendbarkeit".

FORDERUNGEN

1. Wasserstoff-Sauerstoff (Luft) Brennstoffzellenbatterie (VKTEA) Wasserstoffgasdiffusionselektrode mit einer Wasserstoffkammer, Sauerstoff (Luft), Gasdiffusionselektrode mit Sauerstoff (Luft) Kammer und einen Elektrolyten, angeordnet zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoff (Luft) Elektroden enthält, wobei daß die Wasserstoffelektrode ein Metallhydrid-Legierung zwischen Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) Elektrode umfasst, Nickeloxid-Elektrode und der Elektrolyt als alkalischen Elektrolyten entnommen.

2. VKTEA nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickeloxid-Elektrode aus der Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) -Elektrode Separatoren getrennt ist.

3. VKTEA nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickeloxid-Elektrode mit einem Sauerstoff (Luft) Elektrode elektrisch verbunden werden angepasst.

4. VKTEA nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickeloxid-Elektrode über einen Schalter mit einem Sauerstoff (Luft) Elektrode elektrisch verbunden ist.

5. VKTEA nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickeloxid-Elektrode mit einer Porosität im Bereich von 60-80% aufweist.

6. VKTEA nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass der relative Widerstand der Nickeloxid-Elektrode in dem Elektrolyt 1,5-8 ist.

7. VKTEA nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung MH auf der Oberfläche der Wasserstoffelektrode befindet sich die Wasserstoffkammer zugewandt ist.

8. VKTEA nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungskapazität der Nickeloxid-Elektrode Ladungskapazität, die mit einem Metallhydrid-Legierung für Wasserstoff steht.

Druckversion
Erscheinungsdatum 13.01.2007gg