DE1921265U

DE1921265U - Elektrochemische mess- und steuerzelle.

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Publication number: DE1921265U
Application number: DE1965V0017641
Authority: DE
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1965-05-20
Filing date: 1965-05-20
Publication date: 1965-08-12
Also published as: GB1074360A

Description

P.A.261206*20.5.65

Reg.-Nr. ZvG 11 a Frankfurt/Main, 14·. 5. 1965

APT-Fre/Mei

Varta Aktiengesellschaft, Hagen/Westf., Dieckstraße 4-2

Elektrochemische Heß- und Steuerzelle^

Elektrochemische Meß- und Steuerzellen sind an sich bekannt. -Sie "bestehen aus meist gas- und flüssigkeitsdicht ausgeführten Zellengefäßen, welche die Elektrolytflüssigkeit und mindestens zwei Arbeitselektroden enthalten. Oft sind den Arbeitselektroden auch noch eine oder mehrere Vorrats- oder Speicherelektroden zugeordnet. Diese bevorraten eine bestimmte Menge von der Arbeitssubstanz, die bei dem eigentlichen Meß- und Steuervorgang elektrochemisch zwischen den Arbeitselektroden hin- und hertransportiert wird. Die Arbeitssubstanz wird:elektrochemisch von den Vorrats- und Speicherelektroden auf die Arbeitselektroden gebracht oder gelegentlich auch wieder zurücktransportiert, womit die Meß- und Steuerkapazität der Arbeitselektroden entsprechend dem Faraday¹sehen Gesetz eingestellt wird. Die Vorrats- oder Speicherelektroden sind entweder aus der Arbeitssubstanz selbst aufgebaut, wenn diese ein dazu geeignetes Metall ist, oder sie werden vor dem Zusammenbau damit beladen, wenn sich diese nicht zum Bau von Elektroden eignet, also wenn sie z.B. .., um Nichtmetallionen handelt.

Da die Vorrats- und Speicherelektroden nun mindestens ebensoviel Arbeitssubstanz aufnehmen können müssen wie auf allen Arbeit selektroden zusammen benötigt wird, werden dadurch immerhin

recht große Vorrats- oder Speicherflächen erforderlich, die ihrerseits wieder recht große Träger voraussetzen.

Dadurch werden aber auch die benötigten Zellengefäße größer und die Anzahl der im Zellengefäß unterzubringenden Elektroden wird mindestens um eine Elektrode vermehrt.

Erfindungsgemäß werden daher mindestens Teile der Innenflächen des Zellengefäßes als Vorrats- und Speicherflächen für die Arbeitssubstanz ausgebildet. Denn da die Innenflächen des Zellengefäßes 3^a immer von der Elektrolytflüssigkeit berührt werden, steht bei geeigneter Formgebung auch immer eine verhältnismäßig große wirksame Fläöhe für die Bevorratung der Arbeitssubstanz zur Verfügung. Stellt man sich beispielsweise das Zellengefäß als einen metallischen Topf vor, der mit Elektrolytflüssigkeit gefüllt ist und der durch einen Deckel aus elektrisch isolierendem Material mit eingeschmolzenen Arbeitselektroden gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen ist, so würde damit schon eine mögliche Ausführungsform einer elektrolytischen Meß- und Steuerzelle gegeben sein. Man würde beispielsweise bei Meß- und Steuerzellen, die auf der Basis des Silbertransportes arbeiten, einen Topf aus reinem Silber wählen. Natürlich lassen sich auch plattierte Werkstoffe verwenden. Hierbei muß aber beachtet werden, daß bei elektrochemischen Meß- und Steuerzellen fast immer mit sehr reinen Substanzen gearbeitet werden muß. Es muß daher unbedingt verhindert werden, daß der Grundwerkstoff des Gefäßes an der elektrochemischen Reaktion der Zelle teilnimmt. Um aber eine Teilnahme des Grundwerkstoffes an der elektrochemischen Reaktion in der Zelle zu verhindern, könnte man den Grundwerkstoff zunächst mit einer dünnen Edelmetallschicht, wie z.B. Platin, versehen, die nicht von der Elektrolytflüssigkeit gelöst werden kann. Hierauf könnte dann z.B. eine reine Silberschicht aufgetragen werden. Das ist aber umständlich.

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Es ist daher "besser, auf eine Plattierung zu -verzichten und den metallischen Topf oder auch die gesamte Zelle in einen elektrolytbeständigen Isolierstoff einzuschließen, wie z.B. in irgendeinen selbsthärtenden kaltvergießba-ren Kunststoff. Eine so ummantelte Zelle würde nicht nur sicherer gegen mechanische Beschädigungen sein, sondern die äußere Umhüllung würde auch das Auslaufen der Elektrolytflussigkeit aus einem undicht gewordenen Elektrolytbehälter verhindern. Solche Undichtigkeiten könnten aber auftreten, wenn z.B. bei verhältnismäßig zu großen Oberflächen der Arbeitselektroden zuviel Arbeitssubstanz von der Gefäßwand abgelöst würde, wenn also ein Loch in der Gefäßwand entstehen würde. Die Zelle könnte dann aber trotzdem arbeitsfähig bleiben, wenn der Kunststoffmantel dicht bleibt.

Zu der Abb. 1 ist eine mögliche Form der Zelle vor dem Zusammenbau dargestellt. Als Elektrodenträger dient z.B. ein Preßglassockel (P), in den die Arbeitselektroden (E) eingeschmolzen sind. Fest mit dem Preßglassockel (P) verbunden ist außerdem ein Profilring (R), der mit einer Stromzuführung (S) versehen sein kann. Auf den Profilring (E) kann dann ein topfartiges bzw. zylindrisches Gefäß (Z) gesetzt werden, das dann die Zeileninnenaufbauten umschließt.

Kurz vor dem Zusammenbau wird dann das topfartige Gefäß (Z) mit der Elektrolytflüssigkeit gefüllt und der Preßglassockel (P) mit dem festverbundenen Ring (R) aufgesetzt und durch Zudrücken vorläufig verschlossen. Der endgültige gas- und wasserdichte Verschluß kann dann anschließend durch irgendein bekanntes Verfahren, wie Umbördeln oder Versehweißen der breiten Ränder, erfolgen, wobei dann auch gleichzeitig eine zufriedenstellende Stromzuführung vom Ring (R) zum zylindrischen Topf (Z) hergestellt wäre. Die damit fertiggestellte Zelle könnte dann noch durch Tauchen oder irgendein anderes Verfahren mit einem isolierenden Schutzmantel versehen werden, aus dem nur die Elektroden (E) und die Stromzuführung (S) herausragen.

Schutzansprüche

Claims

RA, 261206*20.5.65 ζ Reg.-Nr. ZvG 11 a Frankfurt/Main, 14. 5. 1965 APT-Fre/Mei Schutzansprüche

1. Elektrochemische Meß- und Steuerzelle, die nach dem Prinzip eines elektrochemischen Materialtransports
arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des gas- und flüssigkeitsdicht verschlossenen
Zellengefäßes als Vorrats- oder Speicherelektrode ausgebildet ist.

2. Elektrochemische Meß- und Steuerzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Vorrats- oder
Speicherelektrode ausgebildete Teil des Zellengefäßes (Z) vorzugsweise die Form eines Topfes hat, der mit dem Sockel (P) der Zelle mit Hilfe eines Profilringes (R) gasdicht, flüssigkeitsdicht und elektrisch leitend verbunden ist.

3. Elektrochemische Meß- und Steuerzelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Vorratsoder Speicherelektrode dienende Zellengefäß mit einem isolierenden, elektrolytbeständigen und gas- und flüssigkeitsdichten Schutzmantel versehen ist.