AT264621B

AT264621B - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffelektroden für Brennstoffzellen

Info

Publication number: AT264621B
Application number: AT1078865A
Authority: AT
Original assignee: Comp Generale Electricite
Priority date: 1964-06-02
Filing date: 1964-06-02
Publication date: 1968-09-10

Description


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  Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffelektroden für Brennstoffzellen 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffelektroden für Brennstoffzellen aus basischen Nickelkarbonaten oder organischen Nickelsalzen. 



   Es wurde bereits vorgeschlagen, Hydrier-Katalysatoren aus basischen Karbonaten oder organischen
Nickelsalzen und Borsäure oder Borsäureanhydrid auf trockenem Wege dadurch herzustellen, dass ein Ge- misch aus Nickelkarbonat und Borsäure möglichst fein gemahlen wird, z. B. bis dieses Gemisch voll- ständig durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 37   p   geht, dass dann unter Wasserstoffatmosphäre die
Temperatur des Gemisches innerhalb von 60 bis 150 min auf 4000 bis 500OC, vorzugsweise   460 C,   erhöht wird, dass diese Temperatur etwa 20 min lang aufrechterhalten wird, dass dann möglichst rasch innerhalb von etwa 10 min mindestens auf eine Temperatur unter   150 C,   z. B. 1200C, abgekühlt wird, dass in diesem Stadium die Wasserstoffatmosphäre durch ein Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas, z. B. 



  Argon, ersetzt wird, bis die Temperatur auf Zimmertemperatur gesunken ist, und dass dann der Wasserstoff abgeschaltet und die Spülung mit dem Inertgas wenigstens 6 h lang fortgesetzt wird. 



   Bei der Suche nach Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffelektroden wurde gefunden, dass diese auf ähnliche Weise herstellbar sind, wobei allerdings Rückstandsprodukte, wie Borsäure oder Borsäureanhydrid vermieden werden müssen. Die Notwendigkeit, die sehr löslichen Produkte zu entfernen, führt zu einer Abnahme der katalytischen Wirksamkeit, die eine Behandlung in Wasserstoff erforderlich macht. 



   Erfindungsgemäss wird eine Mischung von basischem Nickelkarbonat oder eines organischen Nickelsalzes mit Borsäure oder Borsäureanhydrid und einer Trägersubstanz, beispielsweise aus Nickelkarbonyl gewonnenes Nickel, zunächst homogenisiert, hierauf die erhaltene Mischung komprimiert und in Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur unter 5000C erhitzt, worauf der Überschuss an Borsäure oder Borsäureanhydrid aus der erhaltenen Masse entfernt und nach Trocknen und erneutem Pressen diese in Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur unter   3500C   einer nochmaligen Wärmebehandlung unterzogen wird. 



   Vorteilhafterweise beträgt der Mengenanteil des Trägers, beispielsweise aus Nickelcarbonyl gewonnenes Nickel, in der Mischung 50 bis   zo  
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand des im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispieles, auf das die Erfindung aber keinesfalls beschränkt ist. 



   Ein Gemisch aus
80 g eines über Carbonyl hergestellten Nickels,
14 g Nickelkarbonat,
6 g Borsäure wird homogenisiert, bis das Endprodukt vollständig durch ein Sieb mit einer Maschenweite von   37/l   geht. Dann wird das erhaltene Produkt in einer Pastillenform unter einer Belastung von 1500 kg/cm2 gepresst und die erhaltene Elektrode in Wasserstoffatmosphäre mit einer Geschwindigkeit von   300 C/h   auf 5000C erhitzt. Dann lässt man sie unter Atmosphärenbedingungen abkühlen und legt sie in Wasser, wobei man 

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 darauf achten muss, dass sie nicht mehr mit der Luft in Berührung kommt. Dann wird sie in 5 n Kalilauge gewaschen, bis die überschüssige Borsäure völlig verschwunden ist, anschliessend in Wasser, bis sie nicht mehr alkalisch ist, und abschliessend in Azeton.

   Dann wird sie bei Zimmertemperatur unter einem Va- kuum von   10-2   mm Quecksilbersäule etwa 12 h lang getrocknet. Anschliessend wird die Elektrode erneut   mitl500 kgjcm2   gepresst und hierauf wieder mit Wasserstoff behandelt, wobei die Temperatur z. B. in
1 h auf   3500C   erhöht wird. 



   Die in Wasser oder 5 n Kalilauge gelegte Elektrode kann sodann in die Zelle eingebaut werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffelektroden für Brennstoffzellen aus basischen Nickelkarbonaten oder organischen Nickelsalzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung von basischem Nickelkarbonat oder eines organischen Nickelsalzes mit Borsäure oder Borsäureanhydrid und einer Trägersubstanz, beispielsweise aus Nickelcarbonyl gewonnenes Nickel, zunächst homogenisiert, hierauf die erhaltene Mischung komprimiert und in Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur unter 5000C erhitzt wird, worauf der Überschuss an Borsäure oder Borsäureanhydrid aus der erhaltenen Masse entfernt und nach Trocknen und erneutem Pressen diese in Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur unter 3500C einer nochmaligen Wärmebehandlung unterzogen wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung so lange homogenisiert wird, bis sie durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 37 hindurchgeht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung nach der Homogenisierung einem Pressdruck von 1500 kgjcm2 ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung nach der Homogenisierung und Druckbehandlung in Wasserstoffatmosphäre bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 3000C/h bis auf 5000C erhitzt wird, worauf die erhaltene Masse unter Wasserstoffatmosphäre zum Erkalten gebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschuss des Borsäureanhydrids oder der Borsäure durch Auswaschen mit 5 n Kalilauge und der Überschuss an Kalilauge durch anschliessendes Auswaschen mit Wasser entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Waschung der Masse mit Wasser eine Waschung mit Azeton vorgenommen wird, worauf sie bei Raumtemperatur in einem Vakuum von 10-2mmHg während 12h getrocknet und das Material einer Pressung von 1500 kgjcm2 ausgesetzt wird. EMI2.1 dass die zweite Wärmebehandlung der Masse in Wasserstoffatmosphäre darin besteht, dass die Temperatur in 1 h bis auf 3500C gesteigert wird. EMI2.2 dass der Mengenanteil des Trägers, beispielsweise aus Nickelcarbonyl gewonnenes Nickel, in der Mischung 50 bis 9rJ1/o beträgt.