DE2109034C3 - Batterie aus einer Mehrzahl von ZeUen - Google Patents

Description

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dnß die Elektrolytflüssigkeit an den Batterieenden unten gung parallel über gemeinsqme Haupteinströmkanäle

zugeführt und oben abgeführt wird. Dies gilt insbeson- und Hauptausströmkanäle sowie Versorgungskanäle an

dere auch bei Brennstoffelementen und dabei bei der den einzelnen Elektrolyträumen erfolgt, eine annähernd

Verwendung von Diaphragmen, die in den einzelnen gleiche Druckverteilung an allen Elektrolyträumen zu

Brennstoffelementen die Elektrolyträume von den 5 erreichen, d, h. konstruktiv einfache Maßnahmen zu

Gasräumen für Brennstoff und Oxidationsmittel tren- ergreifen, die einen annähernd parallelen Verlauf der

nen. Bei dieser Elektrolytführung ergeben sich für die Druckverteilungskurven in den Hauptkanälen bewir-

Anordnung der Elektrolytanschlüsse zwei Möglichkei- ken.

ten, die in Fig. la und Ib dargestellt sind. Fig. la zeigt Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur

eine Möglichkeit der Durchströmung, die als beidseiti- io Erzielung einer wenigstens annähernd gleichen be-

ger Elektrolytanschluß bezeichnet werden kann. Dabei triebsmäßigen Druckdifferenz zwischen Ein- und

wird die Elektrolytflüssigkeit dem einen Batterieende Ausströmöffnung sämtlicher Elektrolyträume der Quer-

bei A\ zugeführt, durchströmt die Batterie und die schnitt des Hauptausströmkanals größer bemessen ist

Elektrolyträume in der durch Pfeile angedeuteten als der des Haupteinströmkanals. Richtung und verläßt die Batterie am anderen Ende bei is Die erfindungsgemäße Batterie unterscheidet sich B>. Bei der in Fig. Ib dargestellten zweiten Möglichkeit, grundsätzlich von den bisher bekannten Batterien,

dem einseitigen Elektrolytanschluß, tritt die Elektrolyt- deren Hauptkanäle entweder einen variierenden Quer-

flüssigkeit bei B\ in die Batterie ein und bei Bi aus der schnitt aufweisen oder gleich dimensioniert sind und

Batterie aus. einen konstanten Rohrquerschnitt, d. h. einen über die

Legt man für die Betrachtung der Elektrolytströmung 20 gesamte Länge der Batterie gleichbleibenden Durcheine lineare Strömungstheorie zugrunde, so ergeben messer aufweisen bzw. deren Versorgungskanäle bei sich längs der Hauptkanäle einer Batterie Drvckveriei- allen Zellen gleich groß sind. In der erfincfungsgemäßen Iungen, wie sie in Fig,2a und 2b dargestellt sind. Im Batterie ist der Querschnitt der Hauptkanäle so Haupteinströmkanal wird das Druckgefälle in Strö- gewählt, daß an allen Elektrolyträumen wenigstens mungsrichtung der Elektrolytflüssigkeit infolge des 25 annähernd die gleiche Druckdifferenz herrscht. Um die abnehmenden Volumenstromes (Elektrolytflüssigkeit unterschiedliche Durchströmung der einzelnen Zellen tritt vom Haupteinströmkanal in die Versorgungskanäle zu verbessern, kann vorteilhaft auch der Querschnitt der der einzelnen Elektrolyträume ein) geringer, und im Versorgungskanäle, die die Elektrolyträume diesel* Hauptausströmkanal nimmt das Druckgefälle mit Zellen mit den Hauptkanälen verbinden, verschieden steigendem Volumenstrom zu. In Fig.2a ist, für die 30 bemessen sein. Diesem Vorgehen sind allerdings lineare Strömungstheorie, die Druckverteilung bei Grenzen gesetzt, weil die Dimensionierung wegen beidseitigem Elektrolytanschluß dargestellt, in Fig.2b Verstopfungsgefahr nicht so gering gewählt werden die Druckverteilung bei einseitigem Elektrolytanschluß. darf.

Der Abstand der beiden Kurven bestimmt jeweils den Bei gleicher Dimensionierung der Versorgungskanä- Durchfluß, d. h. den Volumenstrom durch die einzelnen 35 Ie, die den Elektrolytraum einer jeden Zelle einerseits Elektrolyträume. mit dem Haupteinströmkanal und andererseits mit dem Aus Fig.2a und 2b kann man entnehmen, daß Hauptausströmkanal verbinden, kann die Druckdiffe-

bezüglich der Durchströmung der einzelnen Elektrolyt- renz zwischen Anfang und Ende jedes Elektrolytraumes

räume innerhalb der Batterie Ungleichmäßigkeiten an den Eintrittsstellen seiner Versorgungskanäle in die

auftreten. Weiter ist zu sehen, daß im Falle des 40 Hauptkanäle ermittelt werden. Durch Versuche und

einseitigen Elektrolytanschlusses, bei Zugrundelegen Messung der Druckdifferenz an diesen Stellen kann der

einer linearen Strömungstheorie, die Verhältnisse Querschnitt der Hauptkanäle entsprechend eingestellt

ungünstiger sind als beim beidseitigen Elektrolytan- werden. Ändert man dagegen auch den Querschnitt der

Schluß. So wird mit wachsender Zellenzahl (Abszissen Versorgungskanäle von Zelle zu Zelle oder jeweils von

von Fig.2a und 2b) die Ungleichmäßigkeit in der 45 Gruppen aus mehreren Zellen, so kann man die

Duchströmung immer kritischer. Da, wie bereits Druckdifferenz in Abhängigkeit vom Volumenstrom in

erläutert, bei elektrochemischen Zellen einer Vergröße- Vergleichszellen messen und die Ergebnisse etwa in

rung der Hauptkanäle wegen des damit verbundenen Tabellenform niederlegen, die dann für die Bemessung

Anstieges der Leckleistungsverluste Grenzen gesetzt praktischer Batterien zur Auswertung zur Verfügung

sind, sollte unter den genannten Voraussetzungen so steht.

zumindest bei Batterien aus derartigen Zellen ein Da-die Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytflüs-

einseitiger Flektroiytanschluß kaum brauchbar sein, sigkeit im Haupteinströmkanal ständig abnimmt, ergibt

Umfangreiche theoretische Untersuchungen und sich daraus ein Druckgewinn, der sich den übrigen Messungen zeigten, daß die Druckverhältnisse jedoch Anteilen zur Druckverteilung, d. h. den Druckverlusten, vielen nichtlinearcti Einflüssen unterliegen, die die 55 überlagert Im Hauptausströmkanal dagegen erfolgt Druckverteilung entscheidend beeinflussen können. eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit, die einen Dies sind vor allem Effekte, die an den Ein- und zusätzlichen Dnickverlust bewirkt Der Gesamtdruck-Ausströmöffnungen, an den Verzweigungen und an den verlust im Haupteinströmkanal ist demnach geringer als Zusammenflüssen der Kanäle auftreten, und die bei der der im Hauptaus Urömkanal. Diese asymmetrische mathematischen Behandlung des Problems in quadrati- 60 Verteilung bewirkt beispielsweise auch, daß ohne die scher Form in die Berechnungen eingehen. Diese gezielten Maßnahmen, wie sie in der erfindungsgemä-Einflüsse können dazu führen, daß auch bei größeren Ben Batterie getroffen werden, bei einer Batterie mit Batterien ein einseitiger Elektrolytanschluß vorteilhaft beidseitigem Elektrolytanschluß die am schlechtesten ist. durchströmte Zelle nicht in der Batteriemitte liegt. Zur

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Batterien aus einer «a Erzielung einer gleichmäßigen Druckverteilung in allen Mehrzahl fest miteinander verbundener elektrochemi- Zellen ist deshalb insbesondere bei Batterien mit

scher Zellen, insbesondere Brennstoffelemente, oder einseitigem Elektrolytanschluß, d. h. mit Ein- und

Wasserabreicherungszellen, deren Elektrolytversor- Austrittsstelle des Elektrolvten auf derselben Seite der

Batterie, vorteilhaft der Querschnitt des Hauptausströmkanals größer bemessen als der Querschnitt des Haupteinströmkanals. Die unterschiedlichen Druckverluste in den Hauptkanälen, der Druckgewinn im Haupteinströmkanal ergibt sich etwa zu ein Drittel des -> zusätzlichen Druckverlustes im Hauptausströmkanal, werden nämlich durch die unterschiedliche Auslegung der Querschnitte beider Hauptkanäle ausgeglichen.

Anhand mehrerer Figuren und Ausführungsbeispiele soll die Erfindung noch näher erläutert werden. κι

I it; la und Ib /eigen schcmatisch im Schnitt eine Batterie mil beidseitigcin bzw. einseitigem Klektrolylan •..■hlul.1:

i ig. 2a und 2b /eigen schematisch den Druck verlauf in Batterien unter Annahme einer linearen Strömlings ; thenrie:

I igi /eigi schemaiisch im Schnitt /uci Brennstoff clenienle einer Ausführungsform der erfmdungsgeiua Den Batterie:

I ι g. 4 zeigt schemalisch eine Anordnung zur ;n Messung des Druckverlaufes an einer Haltene mn c π sei I igeni Kick trol) ta nschluß:

I ig 5 zeigt in graphischer Darstellung den Drink ■.erlauf w>n Batterien mn tinlcrschieillicheni Elektrolyt aiischluß und verschiedener Ausgesialiung der Haupt ;.

k,in,lic.

I- I ig. la und I ig. Ib sind jeweils mit I das H.i"c' egehause und mit 2 die Kndpl.mcn der Haltene "e/e:. hnei. Hei der in f ι g. la dargestellten Batterie mn !•-..Rlsei'igem I ^!ektrolytanschluU strömt der Elektrolyt in r· Λ in die Baitene b/w. deren I laupteinsiromkanal 1 ._ ι τ -■ i r τ -. τ - η t innerhalb der Haltene den dui-.h Pfeile .!■ L-'.iti. iiicien Verlauf durch die Elektrolylräume ΐ der /euer; beispielsweise Brennstoffelemente, die Verse■ tr' ι n i.'s !<_■ i 111 n to n h scm ie den Hauptausstromkanal 4 und ;"■ -.erl.illi die Ba'tene bei Ii:. Ik¹I der in I ι g. I b darge'-'eülen Baticne mil einseiligcm Klektrolylansi.!-,|i.il.i :r,'i ;!ie I. ck trol ν !flüssigkeit hei fi· in die Batterie ein tiur^hslriif' den 1 laup'einslromkanal 3. die |/c- '"i'i\, 'räume ΐ μγκΙ die Versorgungsleitungen 6 ;.. ·< ι'λ e ·.!·.· γ I Ι,ι ,p'.:ⁱiⁱ-s!ri>mk<inal 4 und tritt bei II.· aus der [^•••.-le.i'is

ι -^--T /ugr i'uie.eg'jng einer linearen Strömungs-•he"-e soü'e '. Jen ^ir> (isj. 1,! ii'id Ib dargestellten B.i'-er-c'". Je- Dru^k'.er-ijiif ·_·:Π V erhallen /eigen, wie er r ■■ ! : a 2.1 rv-Λ 2b dargestellt im. In K i g. 2a ist N'.rc-rr.j'iseh d-.-^r Ι)πκ kv. erlauf bei einer Batterie mit -eidsei^ce": [.:-.-■--nKunschluß dargestellt, bei der die f.iekiro¹;. •fii.s'-itike;· bei Λ in die Batterie eintrit: und bei fi. d:e B.!-r-.-r:-j veria'i' I ι g. 2b zeigt den Drii'. >^fver!.iui' ::e· emer Ba'u "e mit einseitigem i.iektroi'.'dns^hi.;!.',: die Klek'roiuflüssigkeii tritt dabei bei R in die Batterie ein und verläßt die Batterie bei B;. -\us den Figuren ist klar zu erkennen, daß der Druckv erlauf übe- die gesamte Länge der Batterie " (Abszisse de^r F ι g. 2a bzw. 2b) unterschiedlich ist. d. h„ eder Zc-i'e /wischen Anfang

ind F.ndc des

F..ekiroK:r<i:jrr-es e:ne unterschiedliche Druckdifferenz nerr-'.b·.

In f 2.1 sind schemalisch zwei Fi-ennstoffelerncnie -o djrsesteü'. die ;n einer erfindungsgCTiaßen Batterie aus eiekirocberniscben Zellen verwende: .-.erden können. Die Batterie kann wie in Fig. la und Ib ausgestaltet sem. Die Rahmen 11 der Brennstoffelemente enthalten Öffnungen 12 und i3 in Form von Bohrungen, die in der <,, Batterie die F.lektrolythauptkanäle bilden. Die Bohrungen 12 ergeben den Haupteinsirömkanal. die Bohrungen 13 den Hauptausströmkanä!. Die Mittel zur Abdichtung der Kanalteilstücke an der Grenze zwischen den beiden Brennstoffelementen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Hauptein strömkanal weist einen kleineren Querschnitt auf als der Hauplausströmkanal. Die Richtung der Elektrolylslrömung ist durch Pfeile angedeutet. Die Verbindung zwischen den Hauptkanälen 12 und 13 wird durch untere Elektrolytversorgungskanäle 14. die Klektrolyträumc 16 und obere Elektrolytversorgungskanäle 15 hergestellt. In der Elektrolyträume 16 eingelegte Netze 17 dienen zur Abstützung der die Kleklrolyträuinc begrenzenden Asbestdiaphragmen 18. An die Asbest diaphragmen schließen sich die Elektroden 21 an beispielsweise in form von gebundenem pulverloiini gern Katalysatormalcrial. und darauf folgen (.lic Ciasniume 19. Den Ciasräumen jedes Brennstoffelementes wird Brennstoff bzw. Oxidationsmittel zugeführt Die Zu- und Ableitungen für Brennstoff und Oxidations millel zu den einzelnen Brennstoffelementen bzw. derer Ciasräumen sind übersithllichkeilshalber nicht einge zeichnet. Die beiden Brennstoffelemente sind voneinan tier durch ein Kontaktblech 20 getrennt, das /tu Striimableilung dient

An einer Batterie aus 30 derartigen Brennstoffelc inenlen sollen die vorieilhaften Wirkungen der Erfindung erläutert werden. Die Brennstoffelemente habei leweils '--neu 5 mm dicken Kunststoffrahmen nut Bohrungen fiir die Klektrolytflussigkeit und die Reak tionsgase. Die Endplatten der Batterie sind 28 mm dick Die Brennstoffelemente enthalten beispielsweise gebundene I lektrodcn aus Rancv Katalysatoren (vgl. •■Triiisiemes Journees Internationales d'Etude des Pile* a Combustible. C omptcs Kendtis«. Brüssel. !%9. Seite !^1 —193). Die Elek'iolvträume sind 175 mn; breit !b8 mm hoch und haben eine Dicke von 1.7 nun. Sie sind mn elektrolv!beständigen Netzen ausgelegt, die die angrenzenden Asbestdiaphragmen abstutzen. Die Elekirolyucrsorgungskanälc weisen die Abmessungen I mm ' 2.4 mm χ 14.5 mm auf. Die Kontaktbleche /wischen den Rahmen der Brennstoffelemente sind 0.3 mm dick. AK Elektrolytfliissigkeit dient 6 n-KOH bei einer Temperatur von 71) bis 80 C. Jedes Brennstoffelement liefert eine Spannung von etwa 0.7 Volt.

Die Druckverteilung wird mit einer Meßanordnung bestimmt, die in F i g. 4 dargestellt ist: diese Meßanordnung kann auch bei Batterien aus anderen Zellen verwendet werden Mit Hilfe einer Pumpe 31 wird die Flektrolvtflüssigkeit im Kreislauf geführt. Der Elektro-Ktkreislauf umfaßt einen thermostatisierten Elektrolytvorratsbehälter 32. einen Schwebekörper-Durch.".aßmesser 33 und die Batterie 34 |e vier Druckabnahmestellen 35 in jedem der beiden Hauptkanäle dienen zur Messung des hydrostatischen Druckes der Elektrolytfliissigkeit. Sowohl im Haupteinströmkanal als auch im Hauptausströmkanal liegt je eine Meßstelle in den Fndplaiten. d. h. eine Meßstelle vor dem ersten Brennstoffelement der Batterie und eine Meßstelle hinter dem letzten Brennstoffelement. Die beiden res-licr;en Meßsteilen je Hauptkanal befinden sich nach ledern zehnten Brennstoffelement. Dazu wird in die Batterie zwischen dem 10. und 11. Brennstoffelement sowie dem 20. und 21. Brennstoffelement je ein Blindrahmen, d. h. ein Rahmen mit gesperrten Elektrolytversorgungskanälen, eingebaut der mit Druckabnahmesteüen versehen ist. jede der Druckabnahmesteüen ist beispielsweise mit je einem Meßrohr eines Vielfachmanometers verbunden. Die in Fig.4 dargestellte Meßanordnung zeigt die Messung an einer

Batterie mit einseitigem Elektrolytanschluß. Sic ist aber bei entsprechendein Aufbau der Batterie auch für einen beidseitigen Elrktrolytansehluß verwendbar.

F i g. 5 zeigt die Druckverteilung zwischen Haupteinströmkanal und Hauptausströmkanal bei drei Batterien mit unterschiedlichem Elektrolytanschluß und verschieden?¹!! Querschnitt der llauptkanäle. Der Gesamtvolumens! rom durch die Batterie beträgt jeweils 62cm'/s. d. h. etwa 2.1 cmVs je Brennstoffelement.

Weist die Batterie einen beidseitigen Elektrolytanschluß auf und sind die Radien der beiden Hauplkiiniile gleich. Radius des Haupteinströmkanals λ,.= Radius des Hauptausströmkanals r.,= 3.72 mm. so /eigen die beiden Kurven einen divergierenden Verlauf: gestrichelte Linien in I i g. 5. Der Unterschied in der Durehströinung der ein/einen Brennstoffelemente betragt bis /u 52% Die elektrische l.eekleistung betrügt I 5.6 Watt.

Weist die Batterie bei gleichen Radien der Hauptkaniile (r\ = r.,~ 3.72 mm) einen einseiligen Elektmktanschlnß auf. so zeigen die Druckveneiliingskui ven zwar einen gleichsinnig gekrümmten Verlauf (strichpunktierte Linien in I i g. 5). jedoch ist der Betrag der Druckdifferenz am Haupteinströmkanal (obere strichpunktierte Linie) kleiner als der am llauptausströnika nal (untere strichpunktierte Linie). Die Sirömungsvariation. d. Ii der Unterschied in der Durchströmting der ein/einen Brennstoffelemente, beträgt in diesem lall bis zu 35%. Die elektrische l.eckleislung beträgt wie oben 15.6 Watt.

¹I einer weiteren Untersuchungsreihe ist die Batterie erlindungsgcmäß ausgestaltet: bei einseitigem F.lektro-Ivianschluß weist der llaupteinströmkanal einen kleineren Radius auf als tier Hauptausströmkanal: /■=2.94 mm. r., = 4.58 mm. Die Hauptkanälc sind dabei so dimensioniert, daß die l.eckleistungsverlustc im Vergleich zu den oben geschilderten Beispielen zumindest nicht ansteigen; die Leckleistungsverlustc bleiben unverändert bei 15.6 Watt. Die Druckverteilungskurven (durchgezogene Linien in f i g. 5) zeigen nun ein weitgehend parallelen Verlauf: die Strömungs- \ariation beträgt nur maximal 3"<>.

Die geschilderte vorteilhafte Wirkung der erfindu gsgemäßen Batterie kann durch eine optimale Dimensionierung der llauptkanäle noch weiter gesteigert werden. Auf jeden Fall ist aber eine weitgehende Gleichverteilung der Durchströmung von Batterien gewährleistet. Die vorteilhaften Wirkungen der erfindungsgemäßen Batterie sind in den Ausführungsbeispielen anhand von Batterien aus Brennstoffelementen aufgezeigt worden. Es soll aber nochmals darauf hingewiesen werden, daß dies ebenso für Batterien aus anderen elektrochemischen Zellen und auch für Batterien aus Wasserabreicherungszellen. d. h. Wasserabreicherungseinheiten. gilt.

Die durchgeführten Messungen und die bereits erwähnten umfangreichen mathematischen Berechnungen führen zu übereinstimmenden Ergebnissen für die Druckverteilung in den Hauptkanälen. Als wichtige ') Ergebnisse sollen dabei insbesondere folgende Tatsachen festgehalten werden:

1. Bei gleichen geometrischen Abmessungen der Hauptkanälc ist die Druckdifferenz, am Hauptcinströmkanal (zwischen Ai und B\) dem Betrag nach

in kleiner als die Druckdifferenz am Hauptausströmkanal (zwischen 'V· und Ih)-

2. Im llauplemstmmkanal gibt es Bereiche, in denen der Druck in Strömungsrichlung nicht abnimmt, sondern zunimmt: in diesen Bereichen werden die

ι > üblichen Druckverluste durch Druckgcwinne überkompensiert.

Die gewonnenen Ergebnisse zeigen einerseits, daß der Druckverlauf nicht linear ist. und daß andererseits ein einseitiger Elektrolytanschluß günstiger sein kann

-» als ein beidseitiger Elektrolytanschluß. Ein einseitiger Elektrolytanschluß wird vorteilhaft dann verwendet, wenn sich im llaupteinströmkanal ein Druckgewinn ergibt. Zur Ermittlung, wann sich im Hauptströmkanal ein Druckgewinn ergibt und damit der einseitige

_'"i Elektrolytanschluß gegenüber einem beidseitigen Elektrolytanschluß Vorteile bringt, kann folgende Formel dienen, die das Ergebnis einer umfangreichen mathematischen Behandlung dieses Problems ist:

r„ >

τ·'

12.-7,;/
Y

J) Die verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:

r_L: Radius des Haupteinströmkanals (in cm):
n: Anzahl der Zellen der Batterie:

■in /.: dimensionslose Konstante, die den turbulenttvi Anteil der Strömung in einem glatten Rohr wiedergibt, der Wert von λ ist 2,6 · 10 ²;
/: Dicke des Rahmens einer Zelle (in cm):
η: Zähigkeit der Elektrolytflüssigkeit (in g/cm ■ s):
·»? ij: Dichte der Elektrolytflüssigkeit (in g/cm³):
V: mittlerer Volumenstrom pro Zelle (in cm Vs).

Die Formel macht eine Aussage über den Radius, den der Haupteinströmkanal mindestens aufweisen muß, um ~>" bei einer Batterie vorteilhaft einen einseitigen Elektroytanschluß verwenden zu können. Die Formel gilt in obiger Form für glatte Kanäle mit konstantem Querschnitt, sie stellt eine vereinfachte Form einer allgemein gültigen Formel dar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 Durehströmung aller, bezüglich der Elektrolytführung Patentansprüche: parallel geschalteter Brennstoffelemente einer Batterie angestrebt.

1. Batterie aus einer Mehrzahl fest miteinander Diese gleichmäßige Durchströmung kann jedoch verbundener elektrochemischer Zellen, insbesonde- 5 nicht allein durch Variierung der Pumpleistung oder re Brennstoffelemente, oder Wasserabrejcherungs- durch Veränderung der Elektrolytkanäle erreicht zellen, deren Elektrolytversorgung parallel über werden. Die geschilderte Parallelführung der Elektrogemeinsame Haupteinströmkanäle und Hauptaus- lytflüssigkeit ist nämlich nicht problemlos, weil die strömkanäle sowie Versorgungskanäle an den Elektrolytleitungen elektrische Nebenschlüsse Hlden, einzelnen Elektrolyträumen erfolgt, dadurch 10 die zu Verlusten, sogenannten Leckströmen, führen. Bei gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer einer Vergrößerung der Elektrolytkanäle würde zwar wenigstens annähernd gleichen betriebsmäßigen die erforderliche Pumpenleistung geringer sein, die Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausströmöffnung Leckleistung würde jedoch infolge gesteigerter Lecksämtlicher Elektrolyträume der Querschnitt des ströme zunehmen.

Hauptausströmkanals größer bemessen ist als der 15 Wasserabreicherungszellen sind beispielsweise durch

des Haupteinströmkanals. die österreichische Patentschrift 2 77 341 bekannt Sie

2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bestehen jeweils aus einem in den Elektrolytkreislauf zeichnet, daß Ein- und Austrittsstelle des Elektroly- der Brennstoffbatterie eingeschalteten Elektrolytraum, ten auf derselben Seite der Batterie angeordnet sind. wenigstens einem Gasraum und einer an den Gasraum

3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 angrenzenden kühlbaren Räche, die Bestandteil eines gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Radius des Kühlraumes sein kann. Derartige Wasserabreicherungs-Haupteinströmkanals zum Radius des Hauptaus- zellen, in denen aus der Elektrolytflüssigkeit das Strömkanals etwa 0,64 beträgt Reaktionswasser und die Verlustwärme entfernt wer-

4. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, den, können wie die Brennstoffelemente zu größeren dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungskanä- 25 Einheiten, sogenannten Wasserabreicherungseinheiten, Ie einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen. zusammengefaßt sein, die hier der Einfachheit halber

ebenfalls als Batterien bezeichnet werden. Einer

Batterie aus Wasserabreicherungszellen wird die

Elektrolytflüssigkeit vorteilhaft in der Weise zugeführt, 30 daß sämtliche Elektrolyträume dieser Zellen von der

Die Erfindung betrifft eine Batterie aus einer Elektrolytflüssigkeit parallel zueinander durchströmt

Mehrzahl fest miteinander verbundener elektrochemi- werden. Bei derartigen Zellen und Batterien treten

scher Zellen, insbesondere Brennf-.offelemente, oder deshalb bezüglich einer gleichmäßigen Durchströmung

Wasserabreicherungszellcn, iteren Elektrolytversor- ähnliche Probleme auf wie bei elektrochemischen

gung parallel über gemeinsame Hau-s!einströmkanäle 35 Zellen.

und Hauptasströmkanäle sowie Versorgungskanäle an Derartige Durchströmungsprobleme können auch in den einzelnen Elektrolyträumen erfolgt Kühleinrichtungen, beispielsweise in Form von Platten-Elektrochemische Zellen werden zur Erzielung einer wärmetauschern, auftreten, durch die man die höheren Nutzleistung meistens zu größeren Einheiten Elektrolytflüssigkeit elektrochemischer Zellen zum zusammengefaßt Einheiten aus einer Mehrzahl von 40 Wärmeentzug leiten kann. Diese Kühleinrichtungen Brennstoffelementen bezeichnet man beispielsweise als können aus einzelnen Elementen zusammengesetzt sein, Brennstoffbatterien, fn Brennstoffelementen und ent- die jeweils aus einem Elektrolytraum und einem durch sprechenden Batterien, in denen Wasserstoff oder eine Kühlfläche davon abgetrennten Kühlraum beste-' wasserstoffhaltige Brennstoffe mit Luft oder Sauerstoff hen. Da man die Elektrolytflüssigkeit zum gleichmäßi- ; als Oxidationsmittel umgesetzt werden, entsteht als 45 gen Wärmeentzug vorteilhaft parallel zueinander durch Reaktionsprodukt Wasser und daneben wird eine die Elektrolyträume der einzelnen Kühlelemente der bestimmte Wärmemenge frei. Bei Brennstoffbatterien Kühleinrichtung leitet, treten die genannten Durchströwird meistens die Elektrolytflüssigkeit dazu benutzt, die mungsprobleme auch hier auf. Schließlich ergibt sich , Wärme und das Reaktionswasser aus der Batterie eine derartige Problemstellung auch dann, wenn man abzuführen. Dabei kann die Elektrolytflüssigkeit in 30 bei Verwendung von Kühlflüssigkeit diese Flüssigkeit ; einem geschlossenen Kreislauf umgepumpt und außer- parallel durch die Kühlräume der Kühleinrichtung führt,

■ halb der Batterie in Wasserabreicherungszellen regene- oder entsprechend auch dann, wenn man Kühlflüssigkeit ; riert werden. Auch die gebildete Wärme wird auf diese parallel durch die Kühlräume der obengenannten ! Weise aus der Batterie ausgebracht Zur Vermeidung Wasserabreicherungseinheit leitet

> von Temperaturunterschieden muß aus jedem Brenn- 55 Aus der US-Patentschrift 33 88 003, die eine Seewas-

■ Stoffelement der Batterie etwa gleich viel Wärme serbatterie betrifft ist es bekannt, die Elektrolytversorabgeführt werden. Dies soll dadurch erreicht werden, gungskanäle zur Erzeugung einer gleichmäßigen Druck-

daß die einzelnen Brennstoffelemente der Batterie von differenz an allen Elektrolyträumen derart auszugestalder Elektrolytflüssigkeit parallel zueinander durch- ten, daß der Querschnitt des Elektrolyteinströmkanals strömt werden. Gleichzeitig soll mit der ParalteKQhrung eo in Richtung von der Eintrittsstelle in die Batterie her abeine einigermaßen gleichmäßige Versorgung aller und derjenige des Elektrolytausströmkanals in Richtung Brennstoffelemente mit Elektrolvtflüssigkeit erzielt auf die Austrittsstelle aus der Batterie hin zunimmt Die werden. Ausgestaltung der Elektrolytkanäte mit variierendem Eine gleichmäßige Elektrolytversorgung aller Brenn- Querschnittsverlauf ist aber eine verfahrenstechnisch Stoffelemente einer Batterie kann vor allem auch dann 65 schwer realisierbare Maßnahme,
wünschenswert sein, wenn Brennstoff oder Oxidations- Die Elektrolyt'ührung erfolgt bei einer Batterie aus mittel in der Elektrolytflüssigkeit gelöst sind. Um all einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen oder diese Ziele zu erreichen, wird deshalb eine gleichmäßige Wasserabreicherungszellen vorteilhaft in der Weise,