Zirfon, ursprünglich als Alternative für die Asbestdiaphragmen bei der alkalischen Wasserelektrolyse entwickelt, ist seinen Eigenschaften nach ein interessantes Material für Separatoren in Nickel-Wasserstoff-Batterien und alkalischen Brennstoffzellen. Das Zirfon-Separatormaterial wird nach dem Foliengießverfahren aus einer Lösung von Polysulfon in N-Methyl-2-pyrrolidon und darin suspendiertem Zirkoniumdioxidpulver hergestellt. Das betrachtete Separatormaterial (85 Masse-% Zirkoniumdioxid, 15 Masse-% Polysulfon, Dicke etwa 300 Mikrometer) besitzt einen maximalen Porendurchmesser von 0,6 Mikrometer. Die Porengrößenverteilung an der Oberfläche des Materials wurde mit dem Quecksilberintrusionsverfahren bestimmt. Sie zeigt einen großen Peak bei etwa 3000 Angström und einen zweiten kleineren Peak zwischen 300 Angström und 100 Angström. Die Gesamtporosität beträgt 56 %. Die Porengrößenverteilung am Querschnitt des Materials liegt einheitlich zwischen 2 Mikrometer und 3 Mikrometer. Die Zugfestigkeit beträgt im trockenen Zustand 4 Mpa, im nassen Zustand 3,8 Mpa und bei 95 Grad C 2,5 Mpa. Dabei bleibt das Material flexibel. Die Benetzbarkeit des Zirfon-Separatormaterials ist bei einem gemessenen Kontaktwinkel von 75 Grad sehr gut. Der Ionenwiderstand und beträgt 0,2 Ohm/cm2 (6 M Kaliumhydroxidlösung, 30 Grad C). Zirfon-Separatoren wurden als Alternative zu einer Asbestmatrix in einer alkalischen Brennstoffzelle getestet. Die Lebensdauer von Nickel-Wasserstoff-Batterien wird hauptsächlich durch den Abbau des Separators begrenzt. Bei einem Vergleich von 10 Separatormaterialien zeigte Zirfon die höchste Chemikalienbeständigkeit und Kurzschlußfestigkeit sowie das höchste Elektrolytrückhaltevermögen. Allerdings besitzen derartige mineralische Separatoren ein höheres Gewicht als organische. Bei der Entwicklung neuer Zirfon-Typen stehen deshalb neben der Verbesserung der Gesamtporosität und des Ionenwiderstands auch die Gewichtsreduzierung im Vordergrund.
ZIRFON: A new separator for Ni-H2 batteries and alkaline fuel cells
Zirfon als neues Material für Separatoren in Nickel-Wasserstoff-Batterien und alkalischen Brennstoffzellen
International Journal of Hydrogen Energy ; 21 , 8 ; 679-684
1996
6 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 12 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
British Library Conference Proceedings | 1998
|Flexible separator for alkaline batteries
NTRS | 1977
|British Library Online Contents | 1998
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