DE1496357A1 - Meerwasserbatterie - Google Patents

Description

Patentanwalt .

Dr.-ing. Ackmcmn

• DUISBURG Xardney International Corp» in New "^rh (M t\}

Zicglenfrae· 32 — ——«..

Meerwasserbatterie

Die Erfindung betrifft eine mit Wasser aktivierbare Bat*- terie und insbesondere eine Batterie, die durch Eintauchen in Meerwasser o_e dglp aktiviert wird»

Es sind bereits sogenannte Meerwasserbatterien mit einer größeren Anzahl von Zellen bekannt, von denen jede wenigstens eine elektrochemische Paarung enthält, die mit Meer- g wasser als Elektrolyt zu arbeiten vermag© Bei einer üblichen Konstruktion dieser Art sind eine größere Anzahl hintereinander angeordnete Zellen vorgesehen, die nachfol-

gend kurz als Zellenkammern bezeichnet werden, in denen ein oder zwei elektrochemische Paarungen vorgesehen sind* In dieser Konstruktion haben die einzelnen Zellen eine Einlaßöffnung am Boden der Kammer und eine Austrittsöffnung im Dachteil der Kammer_o Wenn die Vorrichtung, welche die Batterie enthält, in Meerwasser eingetaucht ist, soll die ganze Batterie etwa 45 cm unter der Wasseroberfläche liegen₀ Meerwasser kann dann fortlaufend durch jede Zellenkammer zirkulieren, wobei es durch die Eintrittsöffnung am Böden eintritt und an der Dachöffnung austritt_β

Die Elektroden der einzelnen Paarungen werden in einem bestimmten Abstand zueinander durch Abstandsmittel wie Glas oder Plastikkugeln, Knöpfe u· dgl« gehalten, die einzelm in einen Teil der Elektrodenpaare eingebettet sind© Sie

Kanal
bilden einen/zwischen den Platten, durch welchen das Meer-

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wasser fließen kann_o

In einigen Meerwasserbatterien sind die Elektrodenpaare horizontal angeordnet«, Doch ist die vertikale Anordnung der Paare deshalb vorteilhaft, weil der Sohlapm, der sich bei den elektrochemischen "Reaktionen bilden kann "unter dem Einfluß des Gewichtes aus den.Elektroden frei herausfallen kanno

Beim praktischen Gebrauch der vorgenannten Batteriearten haben sich verschiedene Schwierigkeiten eingestellt Eine besteht in der Verringerung der Kapazität der Batterie infolge einer verringerten Zirkulation des Meerwasser» Eine zweite Schwierigkeit entsteht durch den Energieverlust als Folge von Kurz Schlüssen zwischen den Zellen» Die letzteren bilden sich durch die leitenden Kanäle, die vom Meerwasser zwischen den Zellen gebildet, werden«,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung einer mit Wasser aktivierbaren Batterie, bei der die Unterbrechung oder Verringerung der Z±±kulation des Wassers; durch die Batterie auf ein Minimum verringert wirde Gleichzeitig soll ein Energieverlust durch Kurzschlüsse zwischen den. Zellen weitestgehend reduziert we-rdezu

Weitere und näher erläuterte Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, und zwar zeigt;

ilgur 1 den Teil einer Batterie in perspektivischer Darstellung, wobei das Batteriegehäuse teilweise entfernt ist, um die Details der Zellenkammern zu zeigen,

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Figur 2 den Gegenstand nach Figur 1" in einem Querschnitt; nach. Linie 2-2 ',

Figur 3 eine Elektrodenanordnung in einer perspektivischen Ansicht, die in einer einfachen Zellenkammer der Batterie gemäß Figur 1 enthalten ist,

ELgur 4 den Gegenstand der Figur 1 in einem Teils chnitt; · nach Ünie 4-4, wobei dargestellt ist, wie die Zellen der Batterie in Serie geschaltet sind,

ELgur 5 einen DeckelverSchlußteil einer anderen Ausführung dieser Erfindung in einer Seitenansicht,

Figur 6 den Versehlußteil gemäß- Figur 5 in einer Draufsicht, ^: . ■ ■*

Figur 7 einen Bodenverschlußteil einer anderen Ausführung nach dieser Erfindung in einer Draufsicht und

!figur 8 den Bodenverschlußteil gemäß Figur 7 in einer seitlichen Ansicht·

In ELgur 1 ist das Batteriegehäuse mit 1 bezeichnete Es ist durch Zellenwände 5 in einzelne Zellenkammern geteilt, die von der vorderen Wand 7 zu der rückwärtigen Wand 9 des Batteriegehäuses ragen»

In Jeder Zellenkammer ist eine Elektrodenanordnung 11 ent- " halten, welche ein Paar Magnesiumplatten enthält, an die Silberfolienzungen 15 angeschweißt sindo Jede Zunge ist teilweise mit einem Isolierstreifen 17 bedeckt«. Die Fläche Jeder Magnesiumplatte 13, die gegenüber einer Zellenwand 5 oder gegenüber den Endwänden der Batterie liegt, ist mit einem dünnen Schutzfilm 19 bedeckt, der gegenüber dem wirksam werdenden Elektrolyten widerstandsfähig ist« Dies soll ---—=« eiae Erosion dea? Magnesiumplatte auf der Seite verhindern, 909820/0553

welche nicht zur Erzeugung von Strom beiträgt· Es kann durch einen Anstrich oder einen vorgeformten Filmüberzug geschehene Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausfünrungsbeispiel wurde ein transparenter Polyesterüberzug verwendet» Eine Randkante der Fläche jeder Magnesiumplatte 13, die gegenüber den Zellenwänden 5 oder den Endwänden der Batterie und gegenüber den vorderen oder rückwärtigen Wänden 7 und 9 der Batterie liegt, ist ebenfalls mit einem Streifen Isoliermaterial 21 versehen* Die Kante der Magnesiumplatte IJ, die durch diesen Isolierstreifen bedeckt- W ist, ist so angeordnet, daß bei nachfolgenden Magnesiumplatten der Streifen 21 gegenüber der vorderen Wand 7 der Batterie und eine der nächsten Magnesiumplatte gegenüber der rückwärtigen Wand 9 der Batterie liegtο

Zwischen den Magnesiumplatten ist eine Silberchloridelektrode 23 angeordnete Diese besteht aus einem Paar Silberchloridplatten 25, zwischen denen eine Platte aus dünner Silberfolie 27 dazwischengelegt ist» Die Silberfolie 27 ist vorzugsweise heiß auf die Silberchloridplatten 25 auf-}. geformt, um eine einheitliche Struktur zu erhalten*

Jede Silberchloridelektrode 23 ist ebenfalls mit einer Zunge 29, vorzugsweise aus Silberfolie, versehen, die an das Elektrodenelement auf irgendeine bekannte Art und Weise angebracht iste Sie kann beispielsweise eine Fortsetzung der Silberfolienplatte 27 sein oder kann eine getrennte Zunge bilden, die auf das Silberchloridelektrodenelement ^-.' ~" angeschweißt ist· Die Zungen 29 sind gleichfalle teilweise mit einem Isolationsüberzug 30 bedeckt, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist·

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In jede Silberchloridplatte· 25 sind eine größere -Anzahl • von Abstandsknöpfen 31 eingebettet, die dazu dienen, die Magnesiumplatten 13 von den Flächen der Silberchloridplatr· ten 25 getrennt zu halten« Die Knöpfe 31 stehen aus der Fläche der Silberchloridplatten heraus und sind über ihre Oberfläche derart verteilt, daß s?ie eine gleichmäßige Trennung der Platten ergeben und einen .sauberen Durchgang für den Durchfluß des Meerwassers gewährleisten» Bei der Ausführung dieser Erfindung gemäß Figur 5 sind Knöpfe in jeder Silberchloridplatte 25 vorgesehene Eine ist in jeder Ecke dieser Platte angeordnet und eine ist im Zentrum der Platte vorgesehene

Die Abstandsknöjiie. 31 können aus einem üblichen wiederstandsfähigen Material hergestellt sein, welches nicht durch das Meerwasser oder die Reaktionsprodukte angegriffen wird, Sie können aus Glas oder synthetischem Kunststoff (zoB_o Methylmethaarylat, Polystyren) bestehen und auf verschiedene Art und Weise in die Silberchloridplatte 25 eingebettet seine

Zur .Steigerung der !leitfähigkeit ist die Silberchloridplatste 25 mit einer größeren Anzahl kleiner Löcher versehen und die Oberfläche dieser Elektrode ist einem hierfür bekannten Behandlungsverfahren unterworfen, durch welches eine stärker leitende Oberfläche des metallischen Silbers erhalten wird«

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Jede Elektrodenanordnung 11 wird in eine Zellenkammer 3 eingebaut und jede Zellenkammer 3 ist mit einem Deckel— •verschlußteil 33 und einem Bodenverschlußteil 35 versehen» Die Zellenkammer 3 ist natürlich größer als die Elektrodenanordnung 11 und letztere wird durch Trägerteile 37» die an den vorderer^ oder rückwärtigen Wänden jeder Zellenkammer befestigt sind, von dem Bodenverschlußteil 35 in einem ■bestimmten Abstand gehalten» Hierdurch entsteht ein Schlammbehälter 39 am Boden jeder Kammer, dessen !Funktion weiter unten näher beschrieben wird© Der' Deckelverschlußteil 33 ist ¹^* einer Ausflußleitung 41 ausgerüstet, welche die 5¹Orm einer langen Bohrung hat, die durch dieses Teil durchgebohrt ist« Im Querschnitt ähnelt der Verschlußteil 33 einem großen Z* Die Bohrung der Leitung 41 ragt angenähert über die ganze Länge der Diagonalen dieses Z«,

Die Austrittsleitung 4-1 ist derart angeordnet, daß sie in einem spitzen Winkel zu der horizontalen Achse der Zellenkammer 3 liegt» Eine optimale Wirkung wird erhalten, wenn. dieser Winkel zwischen 15 und 90 liegte

Der Bodenverschlußteil 35 besteht aus einem Boden 4-3 und einem längen hohlen Eohrteil 45* Das letztere bildet die · Einlaßleitung 47 der Zellenkammer, Im Querschnitt ähnelt der Behälter 39 einem Eechteck» Die Einlaßleitung 47 ragt etwa durch die ganze Länge der Diagonale dieses Rechtecks©■ Die Einlaßleitung 47 ist ebenso derart angeordnet, daß sie in einem spitzen Winkel in Bezug auf die horizontale Achse der Zellenkammer 3 liegt. Es wird eine optimale Ausbildung

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bzw· Wirkung erhalten, wenn dieser Winkel 15 und 90° liegt ο

Die Konstruktion der Versehlußteile gemäß vorstehender Beschreibung und die Anordnung des Behälters 39 haben verschiedene Torteile· Wie bereits ausgeführt ist, ist ein ITachteil der bekannten Batterien darin zu sehen, daß Kurzschlüsse zwischen den Zellen entstehen, die einen Energieverlust bedingen· Die langen Rohrleitungen gemäß vorliegender Erfindung, die als Einlaß- und Auslaßleitungen für das Meerwasser dienen, ergeben einen langen Kanal hohen elektrischen Widerstandes, so daß die Kurzschlußströme von Zelle zu Seile wandern müssen· Infolgedessen ist die Kurzischlußbildung sehr stark reduziert· Beim Arbeiten der Batterien wird in der Batterie Gas erzeugt,welches entweichen muß· Darüberhinaus muß eine Schlammabsonderung zwischen den Elektrodenplatten entfernt werden, wenn Meerwasser weiterhin durch die Batterie zirkulieren soll· Es; ist festgestellt worden, daß durch die Verwendung einer Austrittsleitung in einem Winkel in Bezug auf die horizontale Achse der Zellenkammer (vorzugsweise 15°) der Gasstrom aus. der Batterie wesentlich erleichtert wurde· Im Vergleich zu einem System mit einer horizontalen Austrittsleitung, deren Anschlußteil in einem rechten Winkel zur Hauptachse der Leitung liegt, beträgt die„ Menge des Gasaustrittes bei der vorliegenden Erfindung etwa das Zehnfache· Kleine GasÜasenentstehen schnell am oberen Seil des Bohres und dringen nach außen aus der Leitung, die in einem Winkel gemäß vorliegender Erfindung angeordnet ist» ^ie kleinen Gasblasen . .- .. '■ ■ "--■■ -8-

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können sich nicht ansammeln und bilden vor dem Austreten keine größeren Blasen größeren Druckes, wie es bei den horizontalen Leitsystemen der vorbeschriebenen Art der lall istο Dies vergrößert den Ausfluß der Meerwasserbatterie wesentlich, so daß eine ausgezeichnete Bewässerung der Zellen erreicht wirdo

Unter gewöhnlichen Umständen neigt die durch die Entwicklung während der elektrochemischen Reaktion entstehende SchlammabsondeiUJgpur Beeinträchtigung bzw© Verminderung des Zwischenraumes zwischen den Elektroden, so daß der Durchfluß dazwischen verringert wird« Schlamm, der -sich in den Batterien entwickelt, fällt gemäß vorliegender Erfindung auf den Boden der Zellen und in den Behälter 39» der für diesen Zweck vorgesehen ist· Der Schlamm wird aus dem Weg für das eintretende Meerwasser entfernt« Wenn etwas Schlamm in das Einlaßrohr 4-5 eintritt, bewegt sich dieses entlang < des unteren Querschnittbereiches, so daß das Meerwasser durch die obere Hälfte de*r Leitwgweiter einzutreten und so im Gegenstrom zum ausfließenden Schlamm sich zu bewegen vermag*

Die Zellen benachbarter Zellenkammern sind in Serie geschaltete Dies wird durch elektrische Verbindung der beiden· Zungen der Magnesiumplatten einer Zellenkammer mit der Zunge der Silberchloridelektrode der benachbarten Zelle erreicht· Diese sind in den Zwischenraum zwischen den Wänden der Zellenkammer und den Seiten des Deckverschlusses gezogen« Dies, ergibt sich am besten aus Figur 4. Die erhaltenen Zungen in den Endzellen sind an die Batterieanschlüsse angeschlossen·

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Figuren 5 bis 8 zeigen Deck- und Bodenverschlüsse anderer Ausführungen dieser Erfindung, die ansonsten aber mit, den Ausführungen nach den Figuren 1 bis 4 identisch sind«.

Wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, ist das Deckverschlußteil 60 mit einem diagnonalen Schlitz 61 versehen, der in eine Seitenfläche des Verschlußteils 60 eingeschnitten ist«, Ein hohles Rohr 65 ist in diesen Schlitz 61 eingelagert und dient als Austrittsöffnung für das Meerwasrser«, Die Schlitze 64- sind ebenso in die Seitenflächen des. Deckverschlußteiles 60 eingeschnitten, so daß diese einen ätk Zwischenraum bilden, durch welchen die Batteriezungen, beim Verbinden der Zellen, wenn sie in Serie geschaltet sind, Mndurchragen«· Diese Schlitze können in Abhängigkeit von. der Art der Zelle in der Batterie in ihrer Anordnung verschieden sein©

Der Deckelverschlußteil 60 ist im Profil Z-f Örmig«, Er kann Jedoch die Form eines rechteckigen Parallelep.ipedes haben» In allen Fällen jedoch ist das Rohr 63 in einem bestimmten Winkel zur Horizontalen und vorzugsweise in einem Winkel ^ zwischen 15° und 90°o

Der Bodenverschlußteil 65 ist auf ähnliche Art und Weise ausgebildet, wobei er mit einem Schlitz 66 in einer Seitenfläche versehen ist₀ Ein hohles Rohrteil 67 ist in den Schlitz 66 eingeführt und dient zum Einlassen des Meerwas*- serso Das Rohrteil 6? ist ebenfalls vorzugsweise in einem winkel von etwa 15 in Bezug auf die Horizontale angeordnet,

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&ohrteile 63 und 6? werden auf übliche Art und Weise in Stellung gehalten» Sie können die Reibung zwischen den Zellen ausnutzen ©der sie können an den Wänden der Schlitze befestigt sein_e Wie in der vorstehenden Ausführung können die Yerschlußteile auch mit Absätzen 68 und 69 versehen sein, welche als Sitze für die Verschlüsse an dem Batteriegehäuse dienen,»

Obgleich die Erfindung anhand eines Silberchlopid-Magnesium-Systems erläutert ist, ist sie auch für andere Systeme geeignete So kann sie beispielsweise in Verbindung mit eine» Magnesium-Kupferchlorid-Siystem verwendet werden«. Weiterhin ist sie auch anwendbar auf gene Systeme, welche Frischwasser anstelle von Meerwasser benutzen oder irgendein anderes-System, bei welchem die Batterie in eine Aktivierungsflüssigkeit eingetaucht ist©

Die Erfindung bleibt nicht auf das Ausfühningsbeispiel beschränkt ₉. sondern es sind sahireiche Änderungen durchführbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird»

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Claims (1)

1. -11-Patentansprüche:

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   Meerwasserbatterie₉ bestehend aus wenigstens einer Zellenkammer mit einer horizontalen Achse und versehen mit einem Einlaß- und einem Auslaßrohr für das Wasser', dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines dieser Rohre in einem spitzen Winkel zur horizontalen Achse der Zellenkammer angeordnet ist·

   2© Meerwasserbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Rohre relativ lange IeiterteiIe bilden·

   5· Meerwasserbatterie nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr in einem Winkel von wenigstens 15° zur horizontalen Achse der Zellenkammer angeordnet ist·

   4-e Meerwasserbatterie nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß bei einer größeren Anzahl von Zellenkammern jede Kammer mit einem Einlaß— und Auslaßrohr versehen ist«

   5· Meerwasserbatterie nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre innerhalb der Zellenkammer enthalten sind· .

   6· Meerwasserbatterie nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlammbehälter in der Batterie derart angeordnet ist, daß er den Einfluß des Wassers durch die Einflußöffnung nicht stört·

   7· Meerwaeserbatterie nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßrohre in einem spitzen Winkel zur horizontalen Achse der Zellenkammer angeordnet sind·

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   δ« Meerwasserbatterie nach Ansprüchen 1 bis 7i bestehend aus einer größeren Anzahl von Zellenkammern, die mit einer Auslaß- und einer Einlaßöffnung für das Wasser ausgerüstet sind, wobei die Auslaß- und Einlaßöffnungen aus relativ langen. Rohrteilen bestehen, die in jeder HeI-lenkammer angeordnet sind und im mit Wasser gefüllten Zustand elektrische Wege von, relativ hohem Widerstand bilden,' wobei Eurzschlußströme von einer Zelle zur anderen Zelle verringert werden_e

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