DE163170C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um Eisen, Nickel oder Kobalt, deren sämtliche Oxyde bekanntlich nur wenig oder gar nicht leiten und in Ätzalkalien völlig unlöslich sind, durch Vergrößerung ihrer Oberfläche als Masseträger für Elektroden in alkalischen Sammlern geeignet zu machen.

Zur Erzeugung dieser Vergrößerung sind, wie Versuche bewiesen haben, die hierfür

ίο üblichen bekannten Maßnahmen, wie eine rein mechanische Vergrößerung, selbst in Verbindung mit einer mechanischen Aufrauhung, und eine in üblicher Weise ausgeführte elektrolytische Behandlung nicht geeignet und ausreichend.

Für die genannten Metalle ist eine weitergehende Vergrößerung der Oberfläche erforderlich, da es bei diesen Metallen wegen der geringen Leitfähigkeit ihrer Oxyde darauf ankommt, daß möglichst alle Teile der wirksamen Masse in unmittelbarer Berührung mit dem Masseträger stehen.

Es kann dies nun dadurch erzielt werden, daß die genannten Metalle als Anode der Elektrolyse in einem alkalischen Elektrolyten von bestimmter Zusammensetzung unterworfen werden, wobei aber zuvor die Metalloberfläche aufgerauht werden muß, um genügende Angriffspunkte für die elektrolytische Wirkung zu bieten, was jedoch auch in der weiter unten beschriebenen Weise erreicht werden kann.

Als Elektrolyt ist ein solcher zu verwenden, der neben dem Ätzalkali noch ein Salz enthält, dessen Säureradikal mit diesen Metallen lösliche Salze bildet, z. B. Kochsalz.

Es ist zwar bekannt, daß ein derartig zusammengesetzter Elektrolyt Eisenelektroden zerfrißt, allein hieraus war nicht zu entnehmen, daß unter Einhaltung der genannten Bedingungen eine derartige Vergrößerung der Oberfläche von Eisen-, Nickel- oder Kobaltelektroden erzeugt werden kann, daß solche in wirksamer Weise als Masseträger für Sammlerelektroden benutzt werden können. Es ist ferner bekannt, zur Auflockerung von Bleielektroden solche Elektrolyte zu benutzen, die neben den unlösliche Verbindungen bildenden Stoffen noch solche enthalten, welche mit den Elektroden lösliche Verbindungen bilden, aber abgesehen davon, daß dabei eine solche bestimmte Zusammensetzung des Elektrolyten nicht unbedingt erforderlich ist, werden bei der Formation von Bleiplatten auch andere Zwecke verfolgt. Bei der Behandlung von Bleiplatten kommt es weniger darauf an, eine Vergrößerung als eine Auflockerung der Oberfläche zu erreichen. Denn da die Bleiverbindungen an sich gute elektrische Leiter sind, so kann die wirksame Masse auf dem Träger in mehr oder weniger dichten Lagen angebracht werden. Dagegen sind die in Alkali indifferenten Oxyde von Nickel, Kobalt und Eisen sehr schlecht leitend, so daß nur die Teilchen, die sich in unmittelbarer Nähe des metallischen Leiters befinden, wirksam werden. Daraus ergibt sich, daß die bekannten Formierverfahren nicht ohne

Weiteres auf diese Metalle übertragen werden können.

Die besondere Wirkung des Elektrolyten der angegebenen Art auf die vorher aufgerauhte Oberfläche der betreffenden Metalle beruht darauf, daß auf dem gerauhten Träger aus Eisen', Nickel oder Kobalt eine schwamm- oder moosartige metallische Oberfläche gebildet wird, die man sich derart entstanden

ίο denken kann, daß in den Wandungen der zuerst gebildeten Vertiefungen neue Vertiefungen gebildet werden, deren Wandungen wiederum vertieft werden und so fort, indem die Bildung der Metallverbindung in dem genannten Elektrolyten schneller vor sich geht als deren Auflösung.

Diese Wirkung wird dadurch hervorgerufen, daß in dem Elektrolyten einerseits die gebildete Metallverbindung nicht so schwer löslieh ist, daß sie an der Oberfläche der Elektrode eine zusammenhängende Schicht bildet, welche die weitere Einwirkung des Elektrolyten verhindert, und andererseits die gebildete Metallverbindung nicht in solchem Grade löslieh ist, daß jedes Molekül im Augenblick seiner Bildung sofort aufgelöst wird.

Bei Einhaltung geeigneter Stromdichte und Temperatur des Elektrolyten und passender Wahl der Entfernung der Kathode usw. kann man hierbei die Oberflächenvergrößerung je nach den gewünschten Anforderungen mehr oder minder weit treiben.

Eine reine Ätzalkalilösung würde das als Anode verwendete Metall nur mit einer dünnen, nicht leitenden und in Alkali unlöslichen Oxydschicht überziehen, so daß es vor dem weiteren Angriff des Elektrolyten geschützt ist. Andererseits würde ein die Metallanode bezw. die gebildete Metallverbindung lösender Elektrolyt die Oberfläche in der Weise angreifen, daß höchstens nur eine oberflächliche, aber keine tiefer gehende Aufrauhung bezw. Vergrößerung der Oberfläche stattfinden könnte, welche nur einer mechanischen Aufrauhung gleichkäme.

Um diegewünschte Oberflächenvergrößerung möglichst gleichmäßig zu gestalten, können geeignete mechanische Einrichtungen innerhalb des Elektrolyten getroffen werden, welche dann eine mechanische Aufrauhung der betreffenden Metalloberfläche entbehrlich machen. Fig. ι und 2 zeigen senkrechte Durchschnitte zweier derartigen geeigneten Einrichtungen. Gemäß Fig. 1 wird die Kathode k mit Spitzen versehen, die in gleicher Entfernung voneinander und von der Anode α sich befinden. Die ganze Kathode ist, mit Ausnahme ihrer Spitzen, mit einem indifferenten und elektrisch nicht leitenden Stoffe h überzogen. Die Angriffspunkte auf der Oberfläche der Anode entstehen also hier an den Stellen, welche sich gegenüber den Spitzen befinden.

Nach Fig. 2 ist die Anode α auf der Oberfläche mit einem Überzug h aus nicht leitendem Stoff versehen. In diesem Überzug sind in gleicher Entfernung voneinander kleine kreisförmige Löcher angebracht, so daß die Metallfläche nur an diesen Stellen bloßgelegt ist. Sobald die Oberflächen der Elektroden parallel zueinander gerichtet sind, entstehen Angriffspunkte auf den freien Stellen. Der Überzug kann, sobald die Auskerbungen eine genügende Tiefe erlangt haben, gänzlich weggenommen werden. Die Angriffspunkte können selbstverständlich so nahe zueinander angeordnet werden, daß sie sozusagen Angriffslinien bilden.

In manchen Fällen sind diese Einrichtungen entbehrlich, weil genügende Angriffspunkte durch mechanisches Bearbeiten der Oberfläche mittels Feile oder Schmirgel geschaffen werden können.

Zur Behandlung von Nickel verfährt man zweckmäßig folgendermaßen:

Man bringt eine Nickelplatte in eine Auflösung von 5 g Ätzkali und 1 g Chlornatrium in ι 1 Wasser, verbindet sie mit dem positiven Pol einer elektrischen Stromquelle und läßt einen Strom von etwa 3 Amp. pro Quadratdecimeter hindurch, indem als negative Elektrode eine Eisenplatte dient. Nach Verlauf von etwa einer Stunde ersetzt man den Elektrolyten zweckmäßig, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich, durch eine Lösung von 10 g Ätzkali und 1 g Kochsalz, in 1 1 Wasser und elektrolysiert mit derselben Stromstärke etwa weitere 9 Stunden.

Hierbei werden Nickeloxychloride verschiedener Zusammensetzung gebildet, z. B. gemäß folgender Gleichung:

M + Na Cl + 2 K OH + 2 HO₂ =
Ni OCl + Na OH + 2 K OH + 3 H.

Wird die so gebildete Elektrode als Anode in eine alkalische Lösung gebracht, so geht das Nickeloxychlorid nach und nach wahrscheinlich in Ni O₂ über, so daß auf diese Weise eine sehr wirksame Nickelelektrode für Sammler erzeugt werden kann. no

Wird die gebildete Schicht durch schnelles Eintauchen der Elektrode in Salzsäure entfernt, so erhält man eine reine metallische Oberfläche, welche ihre große Porosität sehr deutlich erkennen läßt und mit geeigneter wirksamer Masse versehen werden kann.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Verfahren zur elektrolytischen Vergrößerung der Oberfläche von Masseträgern aus Eisen, Nickel oder Kobalt

   für Elektroden in alkalischen Sammlern unter Verwendung eines alkalischen Elektrolyten, welcher ein die anodische Auflösung bewirkendes Salz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des zum Masseträger bestimmten Metallkörpers zuvor mechanisch aufgerauht wird, ehe der Metallkörper als Anode der Elektrolyse in einem derartigen Elektrolyten itnterworfen wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß behufs einer gleichmäßigen Vergrößerung der Oberfläche der genannten Metalle entweder mit Spitzen versehene Kathoden, die mit Ausnahme dieser Spitzen einen gegen den Elektrolyten indifferenten und nicht leitenden Überzug tragen, Anwendung finden, oder daß die als Anode dienenden Metallkörper selbst mit einem derartigen durchlochten Überzuge versehen sind, in welchem Falle eine vorherige mechanische Aufrauhung der Anode auch unterbleiben kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in öer REiCHSDRUCKEREt.