DE162199C - - Google Patents
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Description
KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
Die Anwendung von Eisensauerstoffverbindungen als wirksamer Masse für negative Polelektroden alkalischer Sammler ist nicht mehr neu. Zuerst von Pollak (Deutsche Patentschrift 107727) und dann in neuester Zeit besonders von Edison sind verschiedene Methoden zur Herstellung von Eisenelektroden angegeben.The application of iron-oxygen compounds as an effective mass for negative Pole electrodes of alkaline collectors are no longer new. First from Pollak (German Patent Specification 107727) and recently especially by Edison are different Methods for making iron electrodes are given.
Die Hauptschwierigkeit bei der Verwendung von Eisensauerstoffverbindungen zum angegebenen Zwecke ist bei vielen derselben die Unmöglichkeit, sie auf elektrolytischem Wege zu reduzieren.The main difficulty in using iron-oxygen compounds to the specified The goal of many of them is the impossibility, they electrolytically to reduce.
Edison hat früher mehrfach die Behauptung aufgestellt, daß alle trockenen Sauerstoffverbindungen des Eisens durch den galvanischen Strom nicht reduziert werden könnten (z. B. Transactions of the Americ. Institute of Electr. Engineers, Bd. XVIII, Nr. 5, S. 342) und stellt die Eisenelektroden deshalb aus Eisenmonosulfid her, das durch den galvanischen Strom entschwefelt und so in Eisen oder Eisensauerstoffverbindungen übergeführt wird (Brit. Patentschrift 2490/1901, Amerik. Patentschrift 678722).Edison has made several claims in the past that everyone is dry Oxygen compounds in iron are not reduced by the galvanic current could (e.g. Transactions of the Americ. Institute of Electr. Engineers, Vol. XVIII, No. 5, p. 342) and therefore manufactures the iron electrodes from iron monosulfide, the through desulfurizes the galvanic current and converts it into iron or iron-oxygen compounds (British Patent 2490/1901, American Patent 678722).
In der britischen Patentschrift 10505/1901 und der amerikanischen Patentschrift 700136 erklärt Edison indessen, daß wasserfreies Eisenoxydul dennoch brauchbar, d. h. durch den galvanischen Strom reduzierbar sei. Er stellt dieses »wasserfreie Eisenoxydul oder ein Gemisch von wasserfreiem Eisenoxydul und sauerstoffärmeren Eisenverbindungen« auf zwei verschiedenen Wegen her. Entweder wird das wasserfreie Eisenoxyd Fe2 O8 in der Hitze in einem Strom Wasserstoffgas teilweise reduziert oder Eisen wird unter Luftzutritt geglüht und nach dem Erkalten die gebildete Oxydschicht entfernt. Die letztere soll dann einen erheblichen Bruchteil von Eisenoxydul und ärmeren Sauerstoffverbindungen enthalten, welche durch die Mischung mit luftbeständigen Eisenoxyden vor Zersetzung geschützt sind. In der britischen Patentschrift 10505/1901 wird das Produkt beschrieben als eine schwarze Masse, deren Teilchen aus metallischem Eisen, Eisenoxydul und magnetischem Eisenoxyd in sehr fein verteiltem Zustand bestehen, und zwar in überwiegender Menge aus elektrolytisch angreifbarem Eisenoxydul, während das metallische Eisen durch den Strom nur langsam oxydiert und das magnetische Oxyd kaum (»scarcely«) reduziert wird.In the British patent specification 10505/1901 and the American patent specification 700136, however, Edison explains that anhydrous iron oxide can still be used, ie can be reduced by the galvanic current. He produces this "anhydrous iron oxide or a mixture of anhydrous iron oxide and iron compounds with less oxygen" in two different ways. Either the anhydrous iron oxide Fe 2 O 8 is partially reduced in the heat in a stream of hydrogen gas or iron is annealed with the admission of air and the oxide layer that has formed is removed after cooling. The latter should then contain a considerable fraction of iron oxide and poorer oxygen compounds, which are protected from decomposition by being mixed with air-resistant iron oxides. In British patent specification 10505/1901, the product is described as a black mass, the particles of which consist of metallic iron, iron oxide and magnetic iron oxide in a very finely divided state, predominantly of electrolytically attackable iron oxide, while the metallic iron is caused by the current only slowly oxidized and the magnetic oxide is hardly ("scarcely") reduced.
Das Glühen des Eisens an der Luft darf bei dem Edison' sehen Verfahren nicht zu lange ausgedehnt werden, weil sonst der Gehalt an den brauchbaren sauerstoffärmeren Verbindungen geringer, derjenige an Eisenoxyd dagegen größer wird (vergl. die brit. Patentschrift 10505/1901).The glowing of the iron in the air must not be allowed in the Edison 'see process be extended for a long time, because otherwise the content of the useful less oxygenated Connections are lower, that of iron oxide, on the other hand, is greater (cf. the British. Patent 10505/1901).
Entgegen der Behauptung von Edison, daß das magnetische Oxyd Fe3 O4 wegen seiner geringen Reduzierbarkeit nicht brauchbar sei, hat sich nun aber herausgestellt, daß das magnetische Oxyd Fe3 O4 dennoch gut zu verwenden ist, besonders wenn es auf magnetischem Wege von dem nach der Her-Contrary to Edison's assertion that the magnetic oxide Fe 3 O 4 cannot be used because of its low reducibility, it has now been found that the magnetic oxide Fe 3 O 4 can nevertheless be used well, especially if it is magnetically removed from the after the
stellung durch Glühen von Eisen an der Luft oder durch Reduktion von Fe2 O3 im Wasserstoffstrom ihm stets beigemengten Eisenoxydul Fe O und Eisenoxyd Fe2 O3 befreit wird, nachdem das zunächst bei dem angegebenen Verfahren gewonnene, aus einem Gemisch verschiedener Oxydationsstufen bestehende Rohprodukt (Hammerschlag) fein gepulvert wurde.position by annealing iron in air or by reducing Fe 2 O 3 in a stream of hydrogen, the iron oxide Fe O and iron oxide Fe 2 O 3 that are always added to it is freed after the crude product initially obtained in the specified process, consisting of a mixture of different oxidation stages ( Hammer blow) was finely powdered.
ίο Um zu erweisen, daß ein neuer Effekt in bezug auf Kapazität, Haltbarkeit usw. durch Verwendung von magnetisch gereinigtem Hammerschlag gegenüber dem nicht gereinigten Rohprodukt erzielt wird, sind eine Reihe von Versuchen angestellt worden, von denen folgende beiden als Beispiele angeführt werden.ίο To show that there is a new effect in in terms of capacity, durability, etc. by using magnetically cleaned A number of tests have been carried out by of which the following two are given as examples.
Das Element 1 bestand in beiden Fällen aus magnetisch gereinigtem Hammerschlag, Element 2 aus Hammerschlag genau derselben Herkunft (Schmiedeabfälle), der aber keiner magnetischen Reinigung unterzogen war und daher eine starke Beimengung von Eisenoxyd Fe2 O3 enthielt. Beide Massen waren gleichmäßig fein gepulvert, und beiden wurden 20 Prozent Schuppengraphit zur Herstellung der nötigen inneren Leitfähigkeit beigegeben.In both cases, element 1 consisted of magnetically cleaned hammer blows, element 2 of hammer blows of exactly the same origin (forge waste), but which had not been subjected to magnetic cleaning and therefore contained a large amount of iron oxide Fe 2 O 3 . Both masses were evenly and finely powdered, and 20 percent flake graphite was added to both to produce the necessary internal conductivity.
Die beiden Elemente waren in demselbenThe two elements were in the same
Stromkreise hintereinander geschaltet und wurden daher in vollkommen gleicher Weise behandelt. In jedem Element standen zwei mit Hammerschlag hergestellte Platten drei blanken Nickelblechen gegenüber. Als Elektrolyt diente 20 prozentige Kalilauge.Circuits connected in series and were therefore made in exactly the same way treated. In each element there were two plates made with a hammer opposite bare nickel sheets. 20 percent potassium hydroxide was used as the electrolyte.
Die Entladung einer Eisenelektrode erfolgt bekanntlich in zwei Stufen, die Spannungskurve zeigt daher zwei scharfe Knicke, die der Beendigung der beiden Reaktionen entsprechen. As is well known, the discharge of an iron electrode takes place in two stages, the voltage curve therefore shows two sharp kinks, the correspond to the termination of the two reactions.
Die durchschnittliche Spannung des ersten Teiles der Entladung liegt um etwa 0,2 Volt höher als diejenige des zweiten und wird in den alkalischen Sammlern in erster Linie ausgenutzt (Erste Kapazität), während die zweite Entladung gewissermaßen nur als Reserve dienen soll.The average voltage of the first part of the discharge is around 0.2 volts higher than that of the second and is primarily in the alkaline collectors exploited (first capacity), while the second discharge is, so to speak, only as Reserve should serve.
Daraus, daß die Entladungskurve einer Eisenelektrode zwei Stufen zeigt, folgt, daß die Oxydation des in der aufgeladenen Elektrode vorhandenen metallischen Eisens in mindestens zwei Stufen vor sich geht, und zwar erst zu Fe O oder zu Fe3 O4 und schließlich zu Fe2 O3. Daß letzteres in der Eisenelektrode des alkalischen Sammlers nicht stets entsteht, ist deshalb wahrscheinlich, weil gute Eisenelektroden auch nach vollständiger Entladung nicht durch und durch rot, sondern schwarzbraun aussehen. Die Polarisation der Sauerstoffabscheidung erreicht also im allgemeinen nicht den zur Bildung von Fe1, O3 erforderlichen hohen Wert. Nur wenn schon Teilchen von Fe2 O3 zugegen sind, kann dies an denselben eintreten, und diese wirken daher auslösend auf die Bildung auch der letzten Oxydationsstufe ein.From the fact that the discharge curve of an iron electrode shows two stages, it follows that the oxidation of the metallic iron present in the charged electrode takes place in at least two stages, namely first to Fe O or Fe 3 O 4 and finally to Fe 2 O 3 . It is probable that the latter does not always occur in the iron electrode of the alkaline collector, because good iron electrodes do not look red through and through, but black-brown, even after a complete discharge. The polarization of the oxygen separation therefore generally does not reach the high value required for the formation of Fe 1 , O 3. Only if particles of Fe 2 O 3 are already present can this happen to them, and these therefore have a triggering effect on the formation of the last oxidation stage.
Das -Fe2O3 ist nun aber nur schwer wieder zu reduzieren, und daraus erklärt sich, daß die Kapazität der Eisenelektroden mit fortschreitender Bildung von Fe2 O3 ungünstig beeinflußt wird.The -Fe 2 O 3 can only be reduced again with difficulty, and this explains why the capacity of the iron electrodes is adversely affected as the formation of Fe 2 O 3 progresses.
Eine aus Fe3 O4 hergestellte Eisenelektrode muß daher brauchbarer sein, wenn das Fe3O4 auf irgend eine Weise (z. B. durch magnetische Reinigung) von dem stets beigemengten s Fe2 O3 befreit wird.Is an iron electrode made of Fe 3 O 4 must therefore be useful if the Fe 3 O 4 in some way (eg., By magnetic purification) from the always admixed s Fe 2 O 3 free.
1. Versuch.1st attempt.
Erste Kapazitäten in Amperestunden.First capacities in ampere hours.
Ampere 1. gereinigt 2. ungereinigtAmps 1. cleaned 2. uncleaned
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6,00 10,5 4,5.6.00 10.5 4.5.
2. Versuch.Second attempt.
Erste Kapazitäten in Amperestunden. Entladung 1. gereinigt 2. ungereinigt
Nr. I 5,25 4.50First capacities in ampere hours. Discharge 1. cleaned 2. uncleaned
No. I 5.25 4.50
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- 195 11,00 5,00.- 195 11.00 5.00.
Die Stärke des Entladestromes betrug hier durchweg drei Ampere.The strength of the discharge current was here consistently three amps.
Das allmähliche Ansteigen der Kapazitäten ist auf die im Laufe der Zeit erfolgende bessere Durchformierung der Eisenmasse zurückzuführen. The gradual increase in capacities is due to that which occurs over time better formation of the iron mass.
Aus diesen Zahlen ist klar ersichtlich, daß die aus gereinigtem Fe3 O4 hergestellten Platten den aus ungereinigten! Hammerschlag bestehenden an Kapazität erheblich überlegen sind, und daß dies um so stärker hervortritt, je mehr Entladungen gemacht werden, je mehr also die im ungereinigten Hammerschlag von Anfang an vorhandenen Spuren Fe2 O3 auslösend im Sinne des oben Gesagten die Bildung weiterer Mengen nicht reduzierbaren Eisenoxyds Fe2 O3 bewirken können.From these figures it can be clearly seen that the plates made from purified Fe 3 O 4 correspond to those made from uncleaned! Hammer blow are considerably superior in capacity, and that this becomes more pronounced the more discharges are made, i.e. the more the traces of Fe 2 O 3 present in the uncleaned hammer blow from the beginning triggering the formation of further quantities which cannot be reduced in the sense of what has been said above Iron oxide Fe 2 O 3 can cause.
In welcher Weise die Befreiung des technisch durch Glühen von Eisen gewonnenen Hammerschlags von beigemengtem Fe2 O3 erfolgt, ist an sich völlig belanglos. Die magnetische Reinigung ist nur als bequemsteThe manner in which the hammer blow, which is technically obtained by annealing iron, is freed from added Fe 2 O 3 is completely irrelevant in itself. Magnetic cleaning is just as convenient
und wohl auch einzige praktisch brauchbare Methode angegeben.and probably also given the only practically useful method.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE976906C (en) * | 1952-05-05 | 1964-07-23 | Accumulateurs Fixes | Process for making negative plates for electrical alkaline collectors |
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DE976906C (en) * | 1952-05-05 | 1964-07-23 | Accumulateurs Fixes | Process for making negative plates for electrical alkaline collectors |
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