Brevet FR2030242A1 — publié le 19701113

i 2030242 La présente invention est relative à une électrode à combustible et, d'une manière générale, à l'emploi de celle-ci dans une pile à combustible, en utilisant un combustible gazeux, l'oxygène comme oxydant et un électrolyte acide. 5 Un type connu de piles à combustible fonctionne avec un combustible gazeux et l'oxygène comme oxydant. Les électrodes à combustible connues sont constituées en nickel ou platine, tandis que les électrodes à oxygène sont établies en charbon, argent ou nickel. 10 On a déjà proposé d'établir une électrode en carbure de tungstène en vue de l'oxydation électroohimique de l'hydrogène non.épuré. Dans ce cas, on peut aussi employer pour l'oxydation l'oxygène brut de l'air, sans qu'apparaisse une diminution de l'activité de la matière constitutive de l'électrode. 15 L'invention vise à établir une électrode à combustible qui peut aussi être utilisée, sans effets préjudiciables, à produire la transformation électrochimique d'autres combustibles non épurés. On a constaté avec surprise qu'une électrode à combusti-2D ble en sulfure de tungstène et/ou en sulfure de molybdène, avec un additif bon conducteur d'électricité, permet la combustion de gaz suif hydriques sans phénomènes d'empoisonnement. L'additif bon conducteur d'électricité consiste avantageusement en carbure de tungstène ou de charbon dur 25 en une proportion de 10 à 50% en poids. On obtient un résultat particulièrement favorable en ce qui concerne les densités de courant réalisables, en utilisant une prcprtiôn: d'additif de 20$ en poids environ. Une autre particularité avantageuse de l'invention 30 consiste en ce que l'électrode contient, .à titre d'autre additif, un ou plusieurs des éléments suivants: molybdène, tantale, vanadium, titane ou zirconium, sous la forme de sulfures. La proportion de ces additifs doit être choisie de telle manière que leur somme soit tout au plus égale à la proportion de sulfure de 35 tungstène ou de sulfure de molybdène contenue dans l'électrode. Les électrodes à combustible suivant l'invention peuvent être établies, ainsi qu'il est connu en soi, sous la forme de corps d'électrodes poreux. Les matières premières pulvérulentes sont comprimées avec un liant, tel que le polyéthylène par 70 03375 2 2030242 exemple, que l'on ajoute au mélange dans une proportion de 2 à 10% en poids, et ensuite frittées. Lîélectrode à oxygène est constituée par une électrode poreuse en charbon. 5 Les électrodes à combustible suivant l'invention sont utilisées d'une manière particulièrement avantageuse pour la combustion éleetrochimique de gaz suifhydrique. Lors de la combustion, l'hydrogène sulfuré se transforme en soufre élémentaire et en eau, en fournissant du courant. L'hydrogène sulfuré ne 10 produit aucun phénomène d'empoisonnement du corps d'électrode. L'électrolyte est avantageusement constitué par l'acide sulfurique, „ des résultats particulièrement favorables étant obtenus avec tin acide NN. L'avantage particulier de l'invention réside non seulement 15 dans le fait de rendre possible sur le "plan technique la transformation éleetrochimique de l'hydrogène sulfuré mais aussi, et en particulier, dans le fait de permettre la transformation du gaz naturel brut. Cependant, à cette fin, le gaz naturel doit être transformé, par craekage à la vapeur, ainsi qu'il est connu en 20 soi, en les gaz combustibles, à savoir l'oxyde de carbone, ^anhydride carbonique et l'hydrogène. En utilisant soit un mélange combustible formé par le sulfure d'hydrogène et l'hydrogène, soit le sulfure d'hydrogène seul, on a obtenu, avec les électrodes suivant l'invention, des 25 densités de courant de 10 à 50 mA/cm . 70 03375 3 2030242 REVENDICATIONS 1. Electrode à combustible pour pile à combustible, caractérisée en ce que l,électrode contient du bisulfure de tungstène et/ ou du bisulfure de molybdène et un additif bon .conducteur 5 d'électricité. 2. Electrode à combustible suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'additif est constitué en carbure de tungstène. 3. Electrode à combustible suivant la revendication 1, 10 caractérisée en ce que l'additif est constitué par le charbon dur; 4. électrode à combustible suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la proportion de l'additif s'élève à 10-50# en poids, de préférence à 20 fo en poids. 15 5. Electrode à combustible" suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4i caractérisée en ce que l'électrode contient, à titre/adâitï?, un ou plusieurs des éléments suivants: tantale, vanadium, titane ou zirconium, sous la forme de sulfures. 6. Pile à combustible comprenant une électrode à combusti- 20 ble suivant llzne quelconque des revendications 1 à 5 et uœ électrode à oxygène avec l'oxygène comme oxydant, caractérisée en ce que le combustible utilisé est un gaz hydrogène suifhydrique. 7. Pile à combustible suivant la revendication 6, caractérisé# en ce que l'électrolyte est constitué par l'acide 25 sulfurique.