Способ металлизации ионообменной диафрагмы топливного элемента

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз. Советских

Социалистических

< >568989

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (21) Заявлено 16.02.76 (21) 2321304/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 02.01.78 (51) М.Кл. Н 01 М 4/94

Н 01 М 8/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621 352 6:

:621.3.03э.35 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Н. В. Коровин, Н. В. Кулешов и Э. Л. Филиппов

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

ИОНООБМЕННОй ДИАФРАГМЫ

ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

Изобретение относится к способам нанесения металлических покрытий на поверхности неэлектропроводного пористого материала, например ионообменной диафрагмы, и может быть использовано в топливных элементах.

Известен механический способ металлизации пористых диэлектриков путем напрессовывания сетки из металла на поверхность .синтетического материала (1).

Известен также способ металлизации, согласно которому из частиц полимера и металла готовят дисперсию в водном или органическом растворе, затем эту дисперсию наносят,на поверхность материала (2).

К роме того, известен способ металлизации диэлектриков напылением частиц под вакуумом или при высокой температуре (3).

Однако указанные способы весьма трудоемки; кроме того, в случае нанесения метал.лов на ионообменные диафрагмы некоторые из них не дают эффективных результатов (например, химический способ и способ нанесения со связующим обеспечивают лишь сплошное покрытие), а другие вообще неприемлемы (например, высокотемпературное напыление) .

Наиболее близким,к изобретению по тех нической сущности и достигаемому результату является способ металлизации понообменной диафрагмы топливного элемента путем электролитического осаждения металла .в порах волокнистой пластины, согласно которому одна сторона пластины контактирует с

5 поверхностью катода — ртутью, а другая— с раствором соли металла, через раствор соли, заполняющий поры в пластине, пропускают ток, вследствие чего катионы перемещаются в порах и осаждаются в них (4). Однако

10 этот способ не позволяет придать пористой диафрагме высокую ионную проводимость, связан с применением токсичной ртути и весьма трудоемок.

Целью изобретения является получение

15 металлического покрытия с высокой ионной проводимостью на поверхности пористого диэлектрика, например ионообменной диафрагмы. Это до стигается тем, что по предлагаемому способу в качестве соли берут водный раствор нитрата серебра концентрации

10 — 30 г/л и процесс осаждения проводят в течение 0,5 — 1,0 ч.

Для вымывания остаточного серебра после осаждения .проводят электрол из B растворе нитрата аммония, |причем BiHодом служит металлическое покрытие, а .катодом платина.

При этом металлическое покрытие образуется близко к поверхности диафрагмы, а пе на всей глубине пар.

568989

80 1, Патент

1965, 2. Патент

1971.

3. Патент

35 1969.

4. Патент

1969.

Англии № 981918, кл. Н 1 В, США № 3553022, кл. 136-86, США № 3467552, кл. 136-86, США № 3304244, кл. 136-20, Составитель, К. Вейсбейн

Текред М. Семенов

Редактор A. Пейсояенко

Корректор И. Симкин

Заказ 681/1710 И ад. № 676 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 1/5

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент>

На чертеже дана схема, поясняющая описываемый способ.

Между металлическими плитами 1 с полированными поверхностями, которые стяги,вают болтами 2, усганавливают пакет, состоящий из катодов 3 — никелевой фольги и серебряной сетки 4. ионообменных диафрагм 5, предварительно пропитанных в течение 15 мин водным электролитом нитрата серебра концентрации 20 г/л, и анодов из никелевой, фольги 6.

Качество покрытия определяется также степенью поджатия серебряной сетки 4 к диафрагме 5 посредством болтов 2.

При пропускании тока плотностью

20 мА/см в течение 40 мин через диафрагму

5, поры которой заполнены электролитом— нитрагом серебра, катионы серебра перемещаются к поверхности диафрагмы и образуют металлический осадок в местах, контакта диафрагмы с серебряной сеткой 4. Благодаря этому обеспечивается требуемая, например сетчатая, структура покрытия.

Однако часть осадка может попадать в объем матрицы диафрагмы, что снижает эффективность ее работы. Для,вымывания остаточного серебра из объема матрицы после осаждения проводят электролиз в водном ра ство ре нитрата аммония концентрации

120 г/л при плотности тока 15.мА/см в течение 40 мин. При этом анодом является металлическое покрытие, повернутое диафрагменной стороной к,нерастворимому катоду.

Использование предлагаемого способа нанесения металла на пористую диафрагму обеспечивает экономичность процесса, так как для покрытия диафрагм расходуется объем раствора соли благородногз металла, равный лишь объему порового пространства диафрагмы, снижение трудоемкости изготовления, так как за один прием можно получить до нескольких десятков штук готовой продукции, а также получение осадка металла любой конфигурации.

Формула изобретения

1. Способ металлизации ионообменной диафрагмы топливного элемента путем электролитического осаждения металла в порах диафрагмы, пропитанной раствором соли металла, отличающийся тем, что, с целью повышения ионной проводимости, в качестве соли берут раствор нитрата серебра концечтрации 10 — 30 г/л и процесс осаждения про. водят в течение 0,5 — 1,0 ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, .с целью вымывания остаточного серебра, после осаждения проводят электролиз в растворе нитрата аммония, причем анодом служит металлическое .покрытие, а катодом— платина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: