ZAC-Prototyp

Die genaue Ausgestaltung des Prototyps der Zn/O-Brennstoffzelle ist Gegenstand einer ausführlichen Entwicklung, in deren Rahmen verschiedene Entwürfe und Designs vorgestellt und optimiert werden müssen.

Zelle von Gschnack

Hier ein Entwurf von User Gschnack:

Diese Zelle ist bereits mit einer Zuführung und Ableitung für Elektrolyt ausgestattet. Sie besteht aus zwei gefrästen Plexiglas-Elementen, die eine Silikon-Dichtung aufweisen und von Klammern zusammengehalten werden bzw. zerlegbar sind. Als Gaskathode kommen hier kommerzielle Varianten von Quantumsphere und Electric Fuel zum Einsatz.

Bild 1: Fertige Einzelteile

Weitere Bilder von dieser Zelle und Erläuterungen dazu gibts hier:Zelle von Gschnack

Bislang ist die Stromausbeute bei dieser Zelle noch unbefriedigend gering und liegt deutlich unter den Erwartungswerten (vgl. theoretisches Maximum der ZAC-Energiedichte, so dass wir hier noch einen systematischen Fehler od. Problem vermuten, welches wir durch Quervergleiche debuggen werden.

Prototyp I.

Features:

• Stackable (==> erweiterbar auf 12V)
• Elekrolyt-Flow
• Air-Flow
• Zink-Hopper ??? (ev. erst im nächsten Prototyp)
• Gaskathode auswechselbar

Design-Aspekte:

Elktrolyt-Flow:

Soll die Elekrolyt-Durchleitung durch einen Hauptkanal quer zur Zellenebene bzw. quer durch den ganzen Stack gespiesen werden (Tichelmann-Prinzip) ? Alternative wäre eine individuelle Zuführung für jede einzelne Zelle. Vorteil von letzterer wäre, das die Menge an zugeführter KOH individuell an die jeweilige Zellenleistung angepasst und elektronisch geregelt werden könnte. Nachteil wäre der höhere Materialaufwand in Form von mindestens jeweils einem elektronisch steuerbaren Ventil pro Zelle.

Dichtungen:

• Flachdichtung wie beim Kathodentester, oder eine Art Silikondichtung ähnlich wie bei Gschnacks Modell ?

Integration Separator und Anode

• jeweils eigener Rahmen ??? Ev. auch integrierbarer Minimal-Rahmen

Befestigung Separator und Gaskathode

• Befestigung durch Verklebung ??? Hat Implikationen auf die Konstruktion, da Verklebung beidseitig erfolgen sollte.

Anode taschenförmig

• damit Kontakt zu den Zinkpartikeln von beiden Seiten erfolgt

Dimensionierung

• Vorgegeben durch Kathodengröße. Diese sollte etwa 20 x 10cm betragen, da Kathoden als Rollenware produziert werden mit 10cm Breite. Größere Länge wäre demnach jedoch möglich, also etwa 30 x 10cm, vielleicht für spätere Prototypen.