Akkumulator mit neutraler Lösung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Akkumulatorenanordnung mit neutralem Elektrolyten.
Die negative Elektrode dieser Anordnung besteht vorzugsweise aus metallischem Zink; die positive ist aus Silber, vorzugsweise aus äusserst fein zerteiltem Silber (Silber- sch-,vamm) gebildet, welches mit einem un angreifbaren Leiter, zum Beispiel Graphit, in Berührung steht.
Als neutrales Elektrolyt wird zweck mässigerweise eine wässerige Lösung von Zinkchlorid zusammen mit einem oder meh reren andern Halogensalzen desselben Me- talles verwendet.
Die Halogensalze, welche mit Zinkchlorid vermischt sind, können Bromid und Jodid sein. Als praktisches Beispiel nehmen wir an, dass das hinzugemischte Salz zum Chlorid aus Zinkbromid bestehe (zum Beispiel 3n Gramm Zinkchlorid und ausserdem n Gramm Zinkbromid).
Beim Laden eines Elementes nach der vorliegenden Erfindung, von der vorzugs weise vorgesehenen Beschaffenheit, beginnt das Bromid sich zu zersetzen, wobei sich das Brom mit dem Silber vereinigt und sich das Zink auf dem Negativpol niederschlägt. Während dieser Phase des Ladens beträgt die elektrische Spannung zunächst ungefähr ein Volt. Das Silber sättigt sieh mit Brom, auch wird Brom im Elektrolyt frei. Sobald nun das Bromid fehlt, beginnt die Zersetzung des Chlorids; das Chlor bildet Silberchlorid und vertreibt -das Brom, welches teils in Graphit, teils in dem Silberschwamm okklu- diert und. teilweise aufgelöst oder als Bo denkörper im Bad bleibt.
Es bildet sich vom Zinkbromid und von den Silberbromiden freies Brom und die Spannung beträgt an nähernd zwei Volt.
Nach Beseitigung des Zink- und des Silberbromides und nach Sättigung des Sil bers mit Chlor tritt die dritte und letzte Phase der Ladung ein. Das Chlor verbindet sich mit dem Brom, beziehungsweise es bleibt mit ihm in dem elektrolytischen Bade auf gelöst, wobei die elektromotorische Kraft auf 2,2 Volts steigt. Nach Sättigung der Flüssigkeit mit Chlor und nachdem letzteres Blasen um den positiven Pol herum treibt, ist die Ladung beendigt und die Voltzahl bleibt 2,2.
Umgekehrt ist die Entladung des Akku mulators. Zunächst stellt sie eine verlängerte Phase, während welcher die Spannung sich auf 2,2 Volts ungefähr hält, dar, und zwar weil sich Zinkchlorid auf Kosten des mit dem Brom vereinten Chlors bildet, nachher tritt das Chlor der Silberchloride in Tätig keit und wird seinerseits durch das Brom ersetzt, wodurch die Spannung auf zwei Volts herabgesetzt wird. Schliesslich bildet sich Zinkbromid, wobei das Brom des Bades ver braucht wird und sich die Silberbromide zer setzen.
Ein derartiges Element besitzt andern ähnlichen Elementen gegenüber grosse Vor züge, insofern als die Spannung beim Laden und beim Entladen annähernd gleich ist und längere Zeit höher bleibt als bei den im Ge brauch befindlichen Akkumulatoren.
Ganz abgesehen davon, dass das Brom oder Jod sich ohne Einschränkung, sei es in Form einer Lösung oder als Bodenkörper anhäufen kann, und in Betracht dessen, dass das Chlor ein Gleichgewicht mit dem Was ser und mit den übrigen Halogenen, durch welche es in hochgradigem Verhältnis zu rückgehalten ist, herstellt, hat das Silber in fein verteiltem Zustand und als Anode die Eigenschaft, grosse Mengen Halogene zix okkludieren.
Der Umstand, dass das Silber mit einem unangreifbaren Leiter verbunden ist, hat zwei wichtige Eigenschaften des Elementes zur Folge. Erstens ist der unangreifbare Leiter bestrebt, ein höheres Potential a15 dasjenige des Silbers anzunehmen, so dass seine Berührung mit dem Silber als Kurz schluss wirkt und einen starken lokalen Strom schafft, wobei folgende Resultate er zielt werden:
Die positiven Jone - Zink und Wasser stoff - Crehen auf den unangreifbaren Lei ter, um mit den freien Halogenen die Was serstoffsäure und das Salz zu regenerieren, während die negativen Jone - Chlor, Brom, Jod - sich auf das Silber bis zur Sättigung niederschlagen. Auf diese einfache Weise wird die Aufsaugung, welche der Silber schwamm aus den Halogenen des Bades En machen hat, erhöht und beschleunigt.
Die zweite Eigenschaft, welche der un angreifbare Leiter bietet, besteht darin, dass seine Oberflächen unveränderlich und immer gleich leitend sind. wodurch die nachlassende Leitfähigkeit der Silbers während der an haltenden Periode, in welcher solches stark halogeniert ist, ergänzt wird.
Was die negativen Elektroden anbelangt, sei noch erwähnt.. dass zwecks Erzielung eines glatten, galvanischen Niederschlages des Zinks auf die negativen Platten diese zweckmässigerweise länger und breiter als die positiven zu machen sind, damit die Stromlinien, welche von den letzteren zu den ersteren gehen, nirgends in deren Nähe konvergieren.
Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass beim vorzugsweise vorgesehenen Beispiel nicht alle aktiven, zur Betätigung des Ak kumulators nötigen Elemente in den Elek troden unbeweglich bleiben, nichtsdesto weniger jedoch in letzteren reagieren; ein 'feil der Halogene trennt sich, wie ausgeführt wurde, von dem positiven Pol, wird aber später wieder dort wirksam, und zwar eben mit Hilfe der absorbierenden Eigenschaften des Silbers bezw. des Silberschwammes, welches mit dem unangreifbaren Leiter ver bunden ist. Dieser Vorgang geht sehr rasch von statten, und zwar in dem jeweils nötigen Masse, und selbst intensive Entladungen ver mögen den Akkumulator nicht zu ermüden.
Dieser arbeitet stets mit der äussern Ober fläche seiner Elektroden; Kurzschlussent- ladungen zerstören denselben nicht.