DE173520C

DE173520C -

Info

Publication number: DE173520C
Application number: DENDAT173520D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— ΛΙ 173520 ■.-'·: * · KLASSE 12ä. GRUPPE

WILHELM WUNDER in NÜRNBERG.

Bei der Elektrolyse zähflüssiger Körper, insbesondere solcher von teigartiger Beschaffenheit, deren Aggregatzustand zwischen demjenigen fester Körper und dem von

Flüssigkeiten liegt, macht sich'der Übelstandbemerkbar, daß die bei der Elektrolyse sich entwickelnden Gase bei Anwendung der bekannten Methoden nicht entweichen können, da der Auftrieb nicht imstande ist, bei dem

ίο großen Widerstand und der inneren Reibung derartiger zäher Massen die Gasblasen emporsteigen zu lassen. Diese bleiben daher teilweise im Elektrolyten und erhöhen dessen elektrischen Widerstand außerordentlich, teilweise umgeben sie die Elektroden und verringern dadurch ihre Berührungsfläche mit dem Elektrolyten, so daß eine günstige Ausnutzung des elektrischen Stromes und eine wirtschaftliche Verwertung der Elektrolyse nicht möglich ist.

Diese Nachteile sollen nach vorliegender Erfindung durch ein neues Verfahren behoben werden, demzufolge der zu elektrolysierende Körper zwischen zwei den Elektrolyten nur einseitig berührende Elektroden eingebracht und das an diesen sich ansammelnde, gegebenenfalls durch Gegeneinanderpressen der Elektroden aus dem Elektrolyten verdrängte Gas durch natürliche oder künstlich erzeugte Kanäle der Elektroden abgeführt wird.

Bekannt ist die Anwendung von mit Kanälen versehenen Elektroden bei der Elektrolyse von Flüssigkeiten. Hierbei werden die Kanäle von dem Elektrolyten erfüllt und das Entweichen der Gase wird durch den Auftrieb in Verbindung mit der Gestaltung der Elektroden bewirkt.

Demgegenüber ist es bei der vorliegenden Erfindung wesentlich, daß die Kanäle nicht von dem Elektrolyten erfüllt, sondern freigehalten werden, und daß der Auftrieb nicht in Frage kommt, da er in der zähen Masse und in den frei bleibenden Kanälen nicht zur Wirkung kommen kann. '

Von Vorteil ist es ferner bei der Ausführung des neuen Verfahrens, daß die Elektroden mit hinreichend hohem Druck gegeneinander gepreßt werden, da hierdurch, wie Versuche gezeigt haben, das Entweichen der Gase erleichtert wird. Auch wird hierdurch der innere Widerstand der Zelle vermindert und es kann mit größerer Stromdichte gearbeitet werden. Dies hat darin seine Ursache, daß sich die Gasblasen nicht nur vor den Öffnungen der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kanäle, sondern im besonderen Maße an der die teigartige Masse berührende Oberfläche der die Kanäle enthaltenden Elektrode bilden. Die Gasblasen stehen unter einem höheren Druck als dem atmosphärischen wegen des weit größeren Volumens, das Körper beim Übergang aus dem flüssigen oder festen Zustand in den gasförmigen einnehmen. Auch ist ein Druckausgleich mit der Atmosphäre wie in Flüssigkeiten wegen der zähen Beschaffenheit der Masse nicht möglich. Durch den erhöhten Druck der teigartigen Masse werden aber die Gasblasen zu den Kanalmündungen gedrängt,

wo der äußere Druck geringer wird und daher ein Zerplatzen der Blasen stattfinden muß.

Da auch bei der Elektrolyse von Flüssigkeiten die Entfernung und Trennung der Gase häufig Schwierigkeiten bereitet, so ist es unter Umständen von Vorteil, die Flüssigkeiten mit indifferenten Körpern, beispielsweise gemahlener Kieselerde, zu einer teigartigen Masse zusammenzumischen und diese Masse nach dem vorliegenden Verfahren zu behandeln.

Der Druck auf die Elektroden kann beliebig erhöht werden, sobald der Querschnitt der Kanäle in der Elektrode entsprechend eng gewählt ist, um zu verhindern, daß die zu elektrolysierende Masse aus dem Gefäße in die Kanäle herausgepreßt wird.

Da die Kanäle bei Anwendung höheren Druckes sehr klein ausfallen müßten, wodurch die Elektrode stark geschwächt würde, so ist es zweckmäßig, zwischen dem Elektrolyten und der mit Kanälen versehenen Elektrode eine für die Gase durchlässige, hinreichend poröse Schicht, beispielsweise von Kohlenstücken, welche alsdann die Rolle der Elektroden übernehmen, anzuordnen, während die Kanäle ihre gewöhnliche Größe behalten können.

Eine zur Ausübung des neuen Verfahrens dienende Vorrichtung ist in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung veranschaulicht, wobei die Fig. I einen Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 und 3 dagegen eine zweite Ausführungsform einer Elektrode darstellen.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem die zu elektrolysierende Masse α aufnehmenden, zugleich die eine Elektrode bildenden oder dieselbe enthaltenden Gefäß b und einem in dieses einpassenden leitenden, plattenförmigen Körper c, welcher von der Elektrode b durch eine isolierende Zwischenschicht d getrennt ist. Die Platte c trägt eine zentrale Bohrung e und stützt sich mit ihrer Unterseite auf eine die Gegenelektrode bildende Schicht_/ porösen, leitenden Materials, das auf der Oberfläche des Elektrolyten a aufliegt. Die poröse Schicht / kann wie bei der in Fig. 1 gezeichneten Ausführungsform in einfachster Weise aus mehreren Lagen Kohlengrus verschieden großen Korns gebildet sein, wobei die Lagen mit kleinem Korn über dem Elektrolyten liegen, während die Korngröße gegen die Platte c hin allmählich wächst, so daß zwar ein Eindringen der zähflüssigen Elektrolyten in die Schicht verhindert, dem Abzug der Gase aber kein großer Widerstand entgegengesetzt wird. An Stelle der Kohlenschicht kann auch, wie in Fig. 2 und 3 veranschaulicht, eine mit Löchern g versehene leitende Platte h verwendet werden, deren Löcher durch in der Unterfläche dieser Platte h verlaufende Querrillen i verbunden sind und in einem mit dem Abzugskanal e der Oberplatte c in Verbindung stehenden Sammelraum k münden. Der Abzug der an der Elektrode haftenden Gase kann durch Absaugen durch das Abzugsrohr / oder dadurch bewirkt werden, daß der Elektrolyt beispielsweise durch an den Elektroden befestigte, ineinander greifende Stulpen m, η gegen die Außenluft abgedichtet wird, so daß die Gase durch ihren eigenen Druck nur durch das Rohr / hinausgetrieben werden können. Selbstverständlich kann auch bei gasdichtem Abschluß des Elektrolyten zugleich abgesaugt werden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn die abziehenden Gase nicht nach außen dringen dürfen. Um jedoch auch die im Elektrolyten in Blasen sich bildenden, den elektrischen Leitungswiderstand erhöhenden Gase auszutreiben,. werden die beiden Elektroden mit hinreichend großem Druck gegeneinander gepreßt. Zu diesem Zweck sind bei der gezeichneten Ausführungsform die Elektroden zwischen zwei durch Zugschrauben ο verbundenen Brücken p, q gelagert. Der Druck, unter dem sich die Elektroden gegeneinander einstellen, wird hierbei durch die Zugschrauben 0 und die zwischen der oberen Brücke q und Platte c angebrachten Druckfedern r geregelt. Der nötige Druck könnte natürlich auch durch Hebel, hydraulische Pressen und dergl. hervorgebracht werden. Die Verwendung hydraulischer Druckpressen würde zugleich den Vorteil bieten, daß man die Presse bei Auswechselung des Elektrolyten zum Entfernen der Elektroden voneinander benutzen kann. Die Druckwirkung gegen die Elektroden kann fernerhin dazu herangezogen werden, die stromzuführenden Teile fest auf die Elektroden aufzupressen und dadurch eine innige, leitende Verbindung beider zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung soll beispielsweise bei dem in der Patentschrift 120687, Kl. 12I, beschriebenen Verfahren der elektrolytischen Darstellung von Alkaliverbindungen neben Chlor Anwendung finden.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

ι. Verfahren zur Elektrolyse zähflüssiger Körper, insbesondere teigärtiger Massen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu elektrolysierenden Körper zwischen Elektroden, die mit den Abzug der sich entwickelnden Gase gestattenden Kanälen versehen sind, unter Freihaltung der Kanäle eingebracht werden.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit hinreichend hohem

Druck gegeneinander gepreßt werden, zu dem Zweck, das Entweichen der Gase zu erleichtern und dadurch den inneren Widerstand der Zelle zu vermindern.

.
3. Verfahren zur Elektrolyse von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die zu elektrolysierende Flüssigkeit mit festen Stoffen zu einer teigartigen Masse gemengt und dann dem Verfahren nach Anspruch 1 unterworfen wird.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit hinreichend engen Kanälen versehene eine Elektrode auf der dem Elektrolyten abgewendeten Seite an eine leitende, mit Gasabzug versehene Platte stößt, die das elektrolytische Gefäß nach außen hin abschließt.
5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das elektrolytische Gefäß nach außen hin abschließende leitende Platte als Stempel ausgebildet ist.
6. Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als durchbrochene Elektrode eine für den Durchtritt der sich entwickelnden Gase hinreichend poröse, leitende Masse, z. B. Kohlengrus, dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.