DE157474C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an Apparaten für die Elektrolyse des Wassers nach dem «System Porapeo Garuti« (vergi. Patentschrift 106226) und besteht in einer neuen Ausführungsform der metallischen Scheidewand genannten Systems. In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, unid zwar zeigt

Fig. ι eine Scheidewand nach dem alten System und

Fig. 2 eine solche nach vorliegender Erfindung.

Fig. 3 und 4 sind Querschnitte nach Linie x-x der Fig. 2.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines nach der vorliegenden Erfindung verbesserten Elektrolysators.

Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie y-y der Fig. 5.

Fig. 7 ist eine scheinatische Darstellung im Schnitt eines aus mehreren Zellen gebildeten Elektrolysators mit Scheidewand nach dem alten System.

Fig. 8 zeigt einen gleichen Schnitt mit verbesserter Scheidewand.

In den früheren Apparaten wurde die Mischung des Sauerstoff- und Wasserstoffgases vermittels einer zwischen den Elektroden aufgestellten metallischen Scheidewand a (Fig. 1) verhindert. Um den Übergang der Ionen von einer Elektrode zur anderen zu erleichtern, war diese Scheidewand in ihrem unteren Teile und in einer bestimmten Zone b siebartig mit kleinen Bohrungen versehen. Um zu verhindern, daß sich die an den Elektroden erzeugten Gase mischten, mußte diese Zone in Beziehung auf die Höhe der Elektroden sehr niedrig gehalten werden (wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist) und durfte sie in praktischer Ausführung die Höhe von 30 mm nicht viel überschreiten, wodurch-auch die Höhe der Elektrode auf 12 cm beschränkt wurde.

Infolge der beschränkten Ausdehnung der durchbohrten Zone stellte sich dem Durchgang des Stromes und der Ionen ein bedeutender Widerstand entgegen, weshalb man auch, um ein günstiges Resultat zu erzielen, die Elektroden sehr niedrig halten mußte. Ebenso konnte denselben nicht mehr als ein und ein halbes Ampere für jeden Quadratdezimeter Fläche der Elektroden zugeteilt werden. Dies benötigt somit die Vereinigung einer großen Anzahl von Elektroden, um einen einigermaßen starken Apparat zu bilden.

Die Fig. 2 zeigt nach vorliegender Erfindung eine verbesserte Scheidewand c, bei welcher

der der durchbohrten Zone der alten Scheidewand entsprechende mittlere Teil e viel ausgedehnter ist und einen großen Teil der Oberfläche der Elektrode selbst umfaßt; nur oben wird eine kleine Zone zum Sammeln der Gase freigelassen. Es sei jedoch bemerkt, daß eine derartige Anordnung für sich allein eine störende Mischung der Gase herbeiführen würde. Um dies zu verhindern, wird die durchbohrte

ίο Zone / (Fig. 3) auf beiden Seiten mit einem oder mehreren aufeinander gelegten dichten Metallgeweben d bedeckt, oder die durchbohrte Zone kann auch gänzlich weggelassen (Fig. 4) werden, in welchem Falle die Anzahl der Metallgewebe d auf beiden Seiten der Scheidewand in Übereinstimmung mit dem Ausschnitte e vermehrt werden.

Bei der Elektrolyse von Wasser findet eine Art Aufwallung des Elektrolyten statt, wodurch, die Gasbläschen nach verschiedenen Richtungen mitgerissen werden, und diese Aufwallung wird um so stärker, je mehr sich das Gas gegen die Oberfläche hin ansammelt.

Aus diesem Grunde genügt eine einfache Scheidewand für die Trennung der Gase, vorausgesetzt aber, daß die durchlöcherte Zone nur einige Zentimeter hoch gehalten wird. Wird hingegen die durchlöcherte Zone vergrößert, so genügt sie nicht mehr für die vollkonimene Scheidung der Gase, sondern es entsteht somit eine Vermischung derselben, welche, wie bekannt, explosiv wirkt.

Es ist ferner zu bemerken, daß der Elektrolyt infolge seiner Bewegung versucht, die Bläschen nach verschiedenen Richtungen hin zu reißen und durcheinander zu wirbeln; aber infolge ihrer eigenen Leichtigkeit steigen die Gasbläschen nach der Oberfläche. Die Aufsteiggeschwindigkeit der Bläschen wird um so größer, je größere Gestalt sie annehmen und je ruhiger der flüssige Elektrolyt ist, in welchem sie aufsteigen.

Hierauf gründet sich auch die Aufeinanderlegung verschiedener Metallgewebe. Tatsächlieh bleiben diejenigen Gasbläschen, welche ■ klein genug sind, um das erste Gewebe zu durchdringen, am zweiten Gewebe hängen, da die Löcher des ersten Gewebes schwerlich mit denselben des zweiten Gewebes übereinstimmen. Zum anderen gesellen sich während des Zeitraumes, in welchem sich die Bläschen aufhalten, um ihre Richtung zu wählen, noch andere Bläschen hinzu, die sich infolge ihrer

. ^: Kohäsionskraft mit den ersten vereinigen und derart eine größere Gestalt annehmen, daß sie nicht mehr durch die Löcher des zweiten und dritten Gewebes dringen können, während sie auf Grund ihres größeren Volumens, eine um so größere Aüfsteigekraft erhalten und somit leicht zwischen den Zwischenräumen der Gewebe an die Oberfläche der Flüssigkeit gelangen, da die zwischen den Metallgeweben befindliche Flüssigkeit sich in einem größeren Ruhestand befindet.

Um das Aufsteigen der Gase zu begünstigen, sind die Metallgewebe an ihrem oberen Teile ohne Dichtung verbunden.

Die Metallgewebe können auch durch dichte Drahtnetze oder fein durchlöcherte Metallplatten ersetzt werden, da die Erfindung wesentlich in der Anwendung einer zusammengesetzten, aus mehreren aufeinander gelegten durclilochten Scheidewänden gebildeten Scheidewand besteht. Die Zahl der aufeinander gelegten Scheidewände hängt ausschließlich von der Höhe der durchlochten Zone ab, d. h. je höher diese Zone sich erstreckt, je mehr Scheidewände müssen angebracht werden.

Mit diesem System können die Elektroden viel höher gebaut wenden, wodurch eine viel ausgedehntere Nutzfläche erzielt wird; und da auch der Widerstand beträchtlich vermindert ist, so können jedem Quadratdezimeter bis 4 Ampere zugeteilt werden, ohne dabei eine größere Potentialhöhe zu erfordern.

Diese günstigen Verhältnisse ermöglichen die Herstellung von höchst einfachen, aus einer einzigen Zelle bestehenden Elektrolysatoren (Fig. 5 und 6) von ziemlich hoher Kraft, sogar bis über 400 Ampere.

In diesen Apparaten werden die Elektroden aus den Wänden g der Zelle gebildet, und die Scheidewand c, welche die Mischung der Gase verhindert, ist mit einem nicht leitenden Material, wie z. B. Gummi oder Amiant, überzogen. Die vermittels Gummiüberzug isolierten Schrauben h ermöglichen einen luftdichten Verschluß. Die Gase entweichen durch die beiden auf dem Apparat angebrachten Röhrchen i. Ein teils aus Glas hergestelltes Rohr k (Fig. 5) dient gleichzeitig als Wasserstandzeiger und Speiserohr für den Elektrolyten, wenn dieser nach und nach durch den Zersetzungsprozeß abnimmt. Der Elektrolysator besteht aus Eisenblech und der Elektrolyt aus einer Alkalilösung. Diese sehr einfachen Elemente können entweder einzeln angewendet oder auch eines neben dem anderen angeordnet werden, um eine starke Batterie von Elektrolysatoren zu bilden, welche, hintereinander geschaltet, einen einzigen Apparat bilden. Auf diese Weise können auch Hochspannströme benutzt werden. Wenn es sich aber darum handelt, Ströme von großer Intensität, über 500 Ampere, zu benutzen, ist es zweckmäßig, etwas vergrößerte, aus mehreren Zellen (s. Fig. 8) gebildete Apparate zu gebrauchen, die mit diesen neuen verbesserten : Scheidewänden versehen sind.

Die Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines Apparates mit mehreren Zellen nach dem

alten System,, wobei in die im Kasten ο untergetauchten Zellen abwechselnd die vom Kasten ο und den Wänden der Zellen isoliert stehenden Elektroden eindringen. Die zur Trennung der Gase dienenden Scheidewände r bilden einen Teil der Zellen s und sind, wie die in Fig. ι dargestellten, mit einer engen, feindurchlochten Zone b versehen.

Bei Anwendung des neuen Systemes hingegen (Fig. 8) sind die Scheidewände, wie die der Fig. 3 und 4, mit dichten Metallgeweben d ausgestattet, und der Apparat kann auch viel größer gehalten werden. Bei derart hergestellten Elektrolysatoren kann eine Stromstärke von über 4000 Ampere, zur Verwendung kommen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Vorrichtung zur Elektrolyse von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Elektroden trennende, gelochte Scheidewand auf jeder Seite mehrere aneinander gelegte Metallgewebe oder fein gelochte Metallplatten trägt, welche an ihrem oberen Teil ohne Dichtung verbunden sind, so daß zwisehen ihnen die aus der Vereinigung der kleinsten von der Ionenströmung mitgerissenen Bläschen gebildeten größeren Gasblasen durch ihren Auftrieb frei in den Gasraum über ihrer Zellenabteilung aufsteigen können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt IK der Reichsdruckerei