CH245180A - Galvanisches Element. - Google Patents

Description

  Galvanisches Element.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf ein galvanisches Element, dessen negative  Elektrode aus Magnesium oder     Magnesium-          legierung    mit mindestens 50 Prozent Magne  sium besteht.  



  Da das Magnesium nach der elektroly  tischen Spannungsreihe     um    etwa 0,6 V un  edler     ist    als Zink, liegt es nahe, letzteres  Metall, das in den     bekannten    Elementen  meist verwendet ist, durch Magnesium zu er  setzen.     Deshalb    sind     sichon    viele Vorschläge  zur Herstellung von     Magnesiumelementen    ge  macht worden.

   Eine grosse Schwierigkeit be  steht jedoch darin, einen Elektrolyt zu fin  den, der einerseits die     Magnesiumelektrode     aktiviert, so dass man eine möglichst hohe  Spannung erhält, jedoch     anderseits    das Magne  sium, solange dem Element kein Strom ent  nommen wird, praktisch nicht angreift, so  dass das Element lagerfähig ist.

   Das galva  nische Element gemäss der     Erfindung    zeich  net sich dadurch aus, dass der Elektrolyt min  destens 5 Prozent, vorzugsweise mehr als 10  Prozent,     Natriumpersulfat,    mindestens 2 Pro-         zent,    vorzugsweise 4 bis 12 Prozent, Natrium  sulfat und 0,02 bis 1,5     Prozent        Anionen    mit  sechswertigem Chrom enthält und dass das       pl,    (Mass für die     Wasserstoffionen-Konzentra-          tion)    zwischen 0,5 und 7 liegt.

   Der Elektro  lyt kann an     Natriumpersulfat    gesättigt sein  und noch     Kristalle    von     Natriumpersulfat    ent  halten. Das     pg    beträgt     zweckmässigerweise     0,8 bis     ä.     



  Als positive Elektrode kann man beispiels  weise Kohle verwenden     und    sie mit einer       Depolarisationsmischung    umgeben, ähnlich,  wie bei den bekannten Trockenbatterien.  



  Die Verwendung von     Persälzen,    insbe  sondere von     Kaliumpersulfat,    in Kombina  tion mit Sulfaten, wurde schon empfohlen;  aber niemand konnte     vermuten,    dass sich die  entsprechenden Natrium-salze, die nicht er  wähnt wurden, viel     besser    zur Herstellung  eines Elektrolyts     eignen    als die Kalium-,       Magnesium:-    oder     andern        Persulf        ate    und Sul  fate. Verwendet man die     Natriumsalze,    so  kann man die Spannung um 20 bis 25 Pro  zent steigern im Vergleich zu einem Element      das die     galziumsalze    enthält.

   Dieses Ver  halten ist wirklich überraschend, da sich be  kanntlich sonst Natrium- und     Kaliumsalze     derselben Säure in ihrem chemischen Verhal  ten nur wenig unterscheiden.  



  Damit der Elektrolyt das Magnesium  nicht zu stark angreift, ist es notwendig,  ihm in an sich bekannter Weise ein korro  sionshemmendes Salz mit Anionen, die     6wer-          tiges    Chrom enthalten, z. B. ein     Chromat        und/     oder ein     Dichromat,    zuzusetzen. Am einfach  sten gibt man     Kaliumdichromat    in einer sol  chen Menge zu, dass die Konzentration der  6wertiges Chrom enthaltenden Anionen zwi  schen 0,02 und 1,5 Prozent, vorzugsweise  zwischen 0,05 und 0,5 Prozent liegt.  



       Weiterhin    ist dafür zu sorgen, dass der  Elektrolyt nicht zu sauer ist, da sich ein  hoher Säuregrad ungünstig auf die Bestän  digkeit des Magnesiums auswirkt. Man stellt  z. B. durch Zugabe von     Natriumhydroxyd     den gewünschten Säuregrad ein.  



  Nach einer weiteren Ausbildung der Er  findung kann das Magnesium nach an sich       bekannten    Verfahren mit einer oberflächli  chen Schutzschicht versehen sein.     Unerwar-          teterweise    setzt z. B. eine     chromathaltige     Schutzschicht (erzeugt in einem Salpeter  säure-Chromsäurebad) die Spannung nicht we  sentlich herab, sondern in gewissen Fällen  sogar herauf. Der Schutz der negativen Elek  trode gegen den Angriff des Elektrolyts bei  offenem Stromkreis ist damit bedeutend ver  bessert.  



  Elemente, die auf die beschriebene Weise  hergestellt sind, zeigen Anfangsspannungen       bis    2,7 V bei offenem Stromkreis und von  ca. 2,2 V bei Belastung mit einem Wider  stand von 20 Ohm (ungefähr einer Taschen  lampenbirne entsprechend). Die Spannungen  sind also um mehr als 50 Prozent höher als  die     der    bekannten Zinkelemente. Es ist  daher ohne weiteres möglich, beispielsweise  eine     Batterie    von nominell 4 V (Anfangs  spannung     etwa    4,5 V) aus nur zwei Elemen  ten     herzustellen,    statt aus drei wie bisher.  Die Vorteile eines solchen Verfahrens (bedeu-         tende    Material- und Zeitersparnis) sind leicht  einzusehen.  



  Ein guter Elektrolyt wird beispielsweise  folgendermassen hergestellt: 200 g Natrium  persulfat, 60g Natriumsulfat, 2 g Natrium  hydroxyd und 5 g     Kaliumdichromat    werden  in 1     Liter    Wasser aufgelöst. Die Lösung darf  nicht über etwa 30  erwärmt werden.

   Das       pR    beträgt etwa 2.     Unter    Verwendung einer  negativen Elektrode aus     einer    Magnesium  legierung mit 2 Prozent Mangan, deren Ober  fläche in einem     Salpetersäure-Chromsäurebad     behandelt worden war, und einer positiven  Elektrode, die aus einem von einer aus  Braunstein, Russ und Graphit zusammenge  setzten     Depolarisationsmasse    umgebenen Koh  lenstift bestand, wurde bei einer Batterie aus  2 Elementen eine Anfangsspannung von 4,9       bei    offenem Stromkreis und von 4,1 V bei  Belastung mit einer     Taschenlampenbirne    er  halten.  



  Selbstverständlich ist es auch möglich,  mit dem beschriebenen Elektrolyt und Ma  gnesium als     negativer    Elektrode Trockenele  mente und Trockenbatterien herzustellen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Galvanisches Element mit negativer Elek trode aus Magnesium oder Magnesiumlegie- rung mit mindestens 50 Prozent Magnesium, dadurch .gekennzeichnet, dass der Elektrolyt mindestens 5 Prozent Natriumpersulfat, min destens 2 Prozent Natriumsulfat und 0,02 bis 1,5 Prozent Anionen mit sechswertigem Chrom enthält, und dass sein pg zwischen 0,5 und 7 liegt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt mindestens 10 Prozent Natrium persulfat enthält.

   2. Galvanisches Element nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass! der Elektrolyt an Na triumpersulfat gesättigt ist und noch Kri stalle von Natriumpersulfat enthält. 3. Galvanisches Element nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt zwischen 4 und 12 Prozent Na triumsulfat enthält. 4. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt zwischen 0,05 und 0,5 Prozent Anionen mit sechswertigem Chrom enthält.

   5. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt ein Chromat enthält. 6. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt ein Dichromat enthält. 7. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt sowohl .ein Chromat als auch ein Dichromat enthält. B.

   Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnesium.elektrode mit einer Schutzschicht versehen ist. 9. Galvanisches Element nach Patentan spruch und Unteranspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schutzschicht eine chro- mathaltige ist. 10. Galvanisches Element nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass es eine solche Spannung liefiert, dass zwei derartige Elemente genügen, um eine Batterie von min destens 4 V Anfangsspannung zu bilden.