<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Bei allen Verfahren zum Betriebe von galvanischen Elementen, bei welchen die Poren der Kohlenelektrode mit Sauerstoff, Chlor oder deren depolarisierenden Verbindungen, bezw. Gemischen (Luft,) gesättigt werden oder bei welchen die elektrolytische Flüssigkeit, wie im Ver-
EMI1.2
des Kohlenkörpers eine Druckdifferenz hervorgerufen werden, um die zum Hindurchleiten des Gases, der Flüssigkeit oder des Flüssigkeitgasgemisches notwendige Energie zu erzielen.
Versuche haben gezeigt, dass diese Verfahren zur wirksamen Depolarisation der negativen Elektrode (Kohlen-oder Graphitelektrode), sowie zur Erzeugung eines konstanten und starken Stromes führen, vorausgesetzt, dass die elektrolytische Flüssigkeit oder das depolarisierende Gas oder deren Gemisch tatsächlich durch die Poren dringt und dass auch der entstehende konstante und starke Strom in dem äusseren Stromkre s m genügendem Masse abgeleitet werden kann. Das Einhalten der ersten Bedingung ist notwendig, da derjenige Teil des depolarisierenden Mittels, welcher nicht durch die Poren dringt, sondern diese umgehend der Fläche der Kohlenelektrode entlang von deren einen Seite auf die andere gelangt, für die Depolarisation selbstverständlich verloren ist.
Aber auch die zweite Bedingung muss eingehalten werden, weil selbst die beste Depolarisation zwecklos ist, wenn der Strom nicht in genügender Weise abgeleitet werden kann, da die Vorteile der Depolarisation nur im äusseren Stromkreis ausgenützt werden können.
Das Einhalten dieser beiden Bedingungen ist jedoch mit vielen technischen Schwierigkeiten verbunden.
Die nötige Druckdifferenz an beiden Seiten der Kohlenelektrode kann nur hervorgerufen werden, wenn an eine der Stirnflächen der pori) sen Kohlenwand eine Flüssigkeit-oder Gasleitung derart angeschlossen wird, dass diese sich vollständig luft-, bezw. flüssigkeitsdicht an die Kohlenwand anschliesst, mit anderen Worten, der Kohlenkörper muss in die Leitung derart eingeschaltet werden, dass der unter Druck-oder Saugwirkung strömende Elektrolyt oder das Gas tatsächlich durch die Poren dringt.
Die Kohle, insbesondere die für diese Zwecke besonders geeignete Retortenkohle ist sehr spröde und zerbrechlich und hält den Druck von Schrauben oder derartigen Befestigungsmitteln nicht aus. Die Verwendung dieser Mittel ist auch dadurch erschwert, dass als elektrolytische Flüssigkeit in der Regel stark ätzende Flüssigkeiten verwendet werden müssen, welche das Metall angreifen. Das säurefeste Blei kann aus Festigkeitsrücksichten keine Verwendung finden.
Die Herstellung eineS guten Kontaktes verursacht ebenfalls Schwierigkeiten, weil die poröse Kohle im Verhältnis zu den Metallen ein schlecht. er Leiter ist, so dass bei Verwendung gewöhnlicher Kohlenklemmen ein grosser Übergangswiderstand auftritt, wodurch der innere Widerstand des Elementes wesentlich erhöht wird. Ausserdem wird die in die Poren gepresste Flüssigkeit durch die Poren zum Kontakt geleitet und übt auf die Klemme eine ätzende Wirkung aus, wobei ein
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
nicht leitendes Bleisulfat.
Diese Nachteile zu vermeiden ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Zu diesem Zweck wird derjenige Rand des Kohlenkörpers, welcher die beiden, unter verschiedenen Drücken stehenden Seiten der Kohle trennt (bei flachen Kohlenkörpern z. B. die beiden Seiten desselben, bei hohlen Kohlenelektroden den Aussen-und Innenraum der Kohle), mit einem stromleitenden Metallrahmen o. dgl. derart versehen, dass dadurch ein gewisser Flächenteil der porösen Elektrode (der innerhalb des Rahmens liegende Teil) umgrenzt, wird, damit das unter Druck-oder Saugwirkung strömende Gas oder die Flüssigkeit oder deren Gemisch nur durch die umgrenzte Fläche hindurchströmen kann.
EMI2.2
und der Aussenleitung ein Kontakt hergestellt werden kann, der bei richtiger Wahl des zur Herstellung des Rahmens dienenden Verfahrens den Übergangswiderstand möglichst verringert, sogar fast aufhebt. Ausserdem ermöglicht der den Umfang der Kohlenelektrode oder bei hohlen Kohlenelektroden deren Rand umgebende Metallrahmen das Einhüllen der Kohlenelektrode m ein vollständig säurebeständiges bezw. säurebeständiges und leitendes Material, an welche Umhüllung die Leitung des elektrolytischen und depolarisierenden Mittels angeschlossen werden kann. Diese Leitung kann bei hohlen Kohlenelektroden unmittelbar an den die Mündung umgebenden Rahmen angeschlossen und in beiden Fällen beispielsweise durch Anlöten oder durch
EMI2.3
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, welche aus der grossen Reihe der Anwendungsmöglichkeiten herausgegriffen worden sind.
Fig. 1 zeigt einen flachen Kohlenkörper von beliebiger, etwa kreisförmiger oder vierseitiger Begrenzung, dessen mittlerer Teil zwecks leichterer Hindurchführung des depolarisierenden Mittels und zwecks Raumgewinnung ausgenommen ist. Selbstverständlich kann jedoch auch ein vollständig ebener Kohlenkörper verwendet werden. Der Kohlenkörper a wird durch den Rahmen b vollständig umgeben, so dass der ganze Rand der Kohle in diesen Rahmen eingefasst ist. An den Rahmen schliesst sich an der einen Seite eine den Kohlenkörper abschliessende, aus einem der Einwirkung der elektrolytischen Flüssigkeit widerstehenden Material, zweckmässigst aus Metall hergestellte Platte c, an der anderen Seite eine ähnliche Platte d an, an welche die
EMI2.4
ist zwischen dem Kohlenkörper a und der Platte c untergebracht.
Die Platten c und d können mit dem Rahmen b auch aus einem Stück hergestellt werden, wesentlich ist jedoch au"h bei Umhüllung eines vollständig ebenen Kohlenkörpers, dass zwischen der Kohle und der Umhüllung ein Raum verbleiben muss, welcher die Strömung des elektrolytischen oder depolarisierenden Mittels ermöglicht.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist vorausgesetzt, dass das elektrolytische oder depolarisierende Mittel oder deren Geniisch unter Druck zwischen die Platte d und die Kohlenelektrode eingeführt
EMI2.5
und Rahmen nicht umgehen, sondern muss die Poren durchdringen. Wenn die Kohle nicht vollständig umrahmt wird und wenn der Rahmen nicht vollständig dichtet, kann das Mittel auf die andere Seite der Kohle gelangen, ohne die Poren zu durchdringen. Dieser Teil des Mittels ist dann aus den bereits angegebenen Gründen unwirksam.
Fig. 2 zeigt einen flachen Kohlenkörper in seiner allgemeinen Gestalt, durch den Rahmen b umgeben.
Bei der Kohlenelektrode a nach Fig. 3, welche durch Vertiefung des mittleren Teiles der in Fig. 1 und 2 dargestellten Elektrode entsteht und somit eine hohle Koblenelektrode bildet, Ist der Metallrahmen I) an der Mündung, bezw. an dem aufwärtsstehenden Rande angebracht.
Die Platte d ist an den Rahmen b befestigt und die Leitung e schliesst. sich an die Platte d an. Bei Verwendung von Saugwirkung zur Bewegung des Elektrolyten oder des Depolarisators wird die Saugleitung 3m Rahmen b an die Mündung angeschlossen. Die Zinkplatte t* liegt einfach unter dem Kohlenkörper.
Der Metallrahmen kann auf verschiedenste Weise am Rande der Kohle befestigt werden.
So kann z. B. der Rand der Kohle einfach mit Metall umgossen werden, wodurch jedoch kern vollständiges Abdichten erreicht wird. Das Abdichten geschieht in diesem Falle durch die Zusammenziehung des Metalles während des Abkühlens. Ein etwas vollständigeres Abdichten kann erreicht werden, wenn in den Rand der Kohle eine Nut geschnitten und diese mit Metall ausgegossen wird.
<Desc/Clms Page number 3>
Eine noch vollständigere Dichtung kann erreicht werden, wenn das Verfahren nach dem Patent Nr. 43933 verwendet wird, bei welchem die Kohle vor dem Ausgiessen vorgewärmt und das Metall unter Druck eingepresst wird, wodurch die Poren der Kohle bis zu einem gewissen Grade mit Metall imprägniert werden.
Das vollkommenste Abdichten, bei welchem die Kohle mit dem Metall sozusagen ein Ganzes bildet, da die Kohlenporen vollkommen mit Metall durchtränkt werden, kann erreicht werden, wenn man dampfförmiges Metall in die Poren einführt. Das Metall schlägt sich beim Abkühlen in den Poren nieder, so dass diese mit Metall imprägniert werden. Bei der Ausführung des Verfahrens wird derjenige Teil der Kohle, welcher mit dem Rahmen versehen werden soll, der Einwirkung des Metalldampfes ausgesetzt.
Bei einer anderen Imprägnierungsart wird der mit dem Rahmen zu versehende Teil der Kohle in einem galvanischen Bade in eine Lösung eines Salzes des Imprägniermetalles getaucht, sodann wird die Lösung in die Poren gepresst bezw. durch die Poren gedrückt und dabei das Metall in den Poren durch elektrischen Strom niedergeschlagen, bis die Poren vollständig mit Metall gesättigt sind.
Es können weiterhin pulverförmige Retortenkohle, Graphit oder deren Gemisch oder andere pulverförmige Kohlen auf galvanischem Wege mit Metall überzogen und bei der Herstellung der Kohlenelektrode der den Rahmen bildende Teil aus diesem Kohlenmetallpulver hergestellt werden. D'ss H'Stellung des Kohlenkörpers erfolgt auf bekannte Weise. Hiebei kann man auch das Kohlenpulver mit dem Pulver des betreffenden Metalles mischen und den Rahmen bei der sonst bekannten Herstellung des Kohlenpols aus diesem Gemisch herstellen. In diesen beiden Fällen vereinigt sich das Metall mit der Kohle beim bekannten Pressen und Ausglühen des Kohlenkörpers.
Das Graphit oder die Kohle kann mit dem Metall sehr gut vermengt werden, wenn das Metall geschmolzen und die Kohle unter Umrühren hineingestreut wird, worauf das Rühren solange fortgesetzt werden muss, bis nach vollkommener Abkühlung das Gemisch des Metalles mit der Kohle als sandartiges Pulver erhalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kohlenelektrode für galvanische Elemente, bei welchen die elektrolytische Flüssigkeit oder das depolarisierende Gas oder deren Gemisch durch die Poren der Kohlenelektrode geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Rand der Kohlenelektrodenplatte, welcher die unter verschiedenen Drucken stehenden beiden Räume abgrenzt bezw. bei hohlen Kohlenelektroden die Mündung der Höhlung, mit einem aus Metall oder aus einem Gemisch aus Metall und Kohle bestehenden Rahmen oder dergl. umgeben ist, so dass der von dem Rahmen eingefasste Teil der porösen Kohlenelektrode nach dieser Seite hm dicht abgeschlossen ist, zum Zwecke nach Einschalten dieses Teils in die Flüssigkeits-oder Gasleitung die Flüssigkeit oder das Gas oder deren Gemisch nur durch diesen Teil hindurch zu lassen.