DE206108C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vr 206108 KLASSE 216. GRUPPEVr 206108 CLASS 216. GROUP

ERNST WALDEMAR JUNGNER in KNEIPPBADEN b. NORRKÖPING, Schweden.ERNST WALDEMAR JUNGNER in KNEIPPBADEN b. NORRKÖPING, Sweden.

Mit Sauerstoff als Depolarisator betriebenes galvanisches Element mit zwei wirksamen Flüssigkeiten.Galvanic element operated with oxygen as a depolarizer with two effective liquids.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. November 1907 ab.Patented in the German Empire on November 1, 1907.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umwandlung der kalorischen Energie nach der Reaktion:The present invention relates to a device for converting the caloric Energy after the reaction:

SO₂ +O + H₂O = H₂SO,SO ₂ + O + H ₂ O = H ₂ SO,

in elektrische Energie, wobei durch die nachfolgende Reduktion der entstandenen Schwefelsäure durch Kohle oder einen anderen geeigneten reduzierenden Stoff die schweflige Säureinto electrical energy, whereby the resulting sulfuric acid is reduced by the subsequent reduction sulphurous acid by means of charcoal or another suitable reducing substance

ίο nach der folgenden Reaktion zurückgebildet wird, so daß nur ein Verbrauch an Kohle, deren Energie in Elektrizität umgewandelt wird, stattfindet. ·ίο regressed after the following reaction is so that only a consumption of coal, whose energy is converted into electricity will take place. ·

Es wurden zwar früher galvanische EIemente mit Luft als Depolarisator und schwefliger Säure vorgeschlagen, aber nicht inIn the past there were galvanic elements with air as a depolarizer and Sulphurous acid suggested, but not in

. der Weise, daß eine zyklische Umwandlung der Energie brennbarer Stoffe in Elektrizität erreicht worden wäre.. the way that a cyclical conversion of the energy of combustibles into electricity would have been achieved.

Wird aber schweflige Säure mit in hochkonzentrierter Schwefelsäure aufgelöster Nitrosylschwefelsäure zusammengebracht, so tritt, wie bekannt, die folgende Reaktion ein:But it becomes sulphurous acid with nitrosylsulphuric acid dissolved in highly concentrated sulfuric acid brought together, the following reaction occurs, as is known:

2SO₅NH + SO₂ + 2H₂O2SO ₅ NH + SO ₂ + 2H ₂ O

Findet nun diese Reaktion in Gegenwart des Sauerstoffes der Luft statt, so wird die Nitrosylschwefelsäure wiedergebildet, und zwar nach der folgenden Reaktion:If this reaction takes place in the presence of the oxygen in the air, then the Nitrosylsulfuric acid is regenerated after the following reaction:

2 H₂ S O₄ + 2 NO + 0 = 2 S O₆ N H + H₂ 0. Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein zur Ausbeutung dieser Reaktion aufgebautes elektrisches Element dargestellt.2 H ₂ S O ₄ + 2 NO + 0 = 2 SO ₆ NH + H ₂ 0. The attached drawing shows an electrical element constructed to exploit this reaction.

Ein Behälter b aus Steingut oder einem anderen , geeigneten _ Material ist durch eine poröse, nichtleitende Platte, z. B. aus gebranntem Ton, in zwei voneinander getrennte Kammern abgeteilt. Die Platte kann an den Wandungen des Behälters mittels eines geeigneten Kittes, z. B. aus Leinöl und Mennig, Asphalt oder Paraffin, befestigt werden.A container b made of earthenware or another suitable material is supported by a porous, non-conductive plate, e.g. B. made of baked clay, divided into two separate chambers. The plate can be attached to the walls of the container by means of a suitable cement, e.g. B. from linseed oil and red lead, asphalt or paraffin, can be attached.

In jeder dieser Kammern sind Platten a und d aus' leitender Kohle, vorzugsweise Graphit, oder aus einem geeigneten Metall eingesetzt. Von diesen Platten dient die eine, a, als der unangegriffene Ableiter der reduzierenden, die andere, d, als unangegriffener Ableiter der oxydierenden Elektrode. An beiden Seiten der Platte d sind kleine Stückchen g aus poröser, elektrisch leitender Kohle, vorzugsweise aus porösem Graphit, eingepackt, die mit einer Lösung von Nitrosylschwefelsäure in hochkonzentrierter Schwefelsäure angefeuchtet worden sind.In each of these chambers plates a and d made of conductive carbon, preferably graphite, or made of a suitable metal are used. One of these plates, a, serves as the unaffected diverter of the reducing electrode, the other, d, serves as the unaffected diverter of the oxidizing electrode. On both sides of the plate d , small pieces g made of porous, electrically conductive carbon, preferably made of porous graphite, are packed, which have been moistened with a solution of nitrosylsulfuric acid in highly concentrated sulfuric acid.

Auch an beiden Seiten der Platte α sind kleine Stücke k aus poröser, leitender Kohle vorgesehen, die jedoch einfach mit Schwefelsäure getränkt sind.Small pieces k made of porous, conductive carbon are also provided on both sides of the plate α, but these are simply soaked with sulfuric acid.

Auch die . poröse Zwischenwand ist mit Schwefelsäure getränkt.Also the . porous partition is soaked with sulfuric acid.

Durch den Deckel I, welcher sich luftdicht an das Gefäß anschließt und einen luftdichten Abschluß zwischen den beiden Kammern be-Through the lid I, which adjoins the vessel in an airtight manner and creates an airtight seal between the two chambers.

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wirkt, gehen sowohl die Ableiter α und d alsacts, both the arresters α and d go as

auch die Zulauf- bzw. Ablaufrohre r und s, durch welche, wie auf der Zeichnung ersichtlich, die Gase durch die Kohlenschicht geleitet werden können.also the inlet and outlet pipes r and s, through which, as can be seen in the drawing, the gases can be passed through the coal layer.

Mehrere derartige Elemente können miteinander zusammengeschaltet werden, wie auf der Zeichnung dargestellt.Several such elements can be interconnected, as shown on shown in the drawing.

Wird ein Luftstrom durch die Röhre r und ein Strom von schwefliger Säure durch dasThere will be a stream of air through the tube r and a stream of sulphurous acid through it

ίο Rohr s geleitet, und werden die Pole der Batterie durch einen geeigneten Widerstand verbunden, so erhält man einen konstanten elektrischen Strom, welcher außerhalb der Batterie von d nach α geht.ίο pipe s, and if the poles of the battery are connected by a suitable resistor, a constant electric current is obtained, which goes from d to α outside the battery.

Hierbei finden die folgenden Reaktionen statt:The following reactions take place here:

S O₄ + S O₂ + 2 H₂ O = 2 H₂ S O₄
OH SO ₄ + SO ₂ + 2 H ₂ O = 2 H ₂ S O ₄
OH

O
V2O
V2

N O + H NO + H

— - ²²

wonach in der Gegenwart von Luft die folgende Reaktion unmittelbar stattfindet:after which in the presence of air the following reaction takes place immediately:

2 H₂ S O₁ + 2 N O 4- O = 2 S O₅ N # + H₂O. 2 H ₂ S O ₁ + 2 NO 4- O = 2 SO ₅ N # + H ₂ O.

Das Endergebnis ist also eine Vereinigung von schwefliger Säure, Sauerstoff und Wasser zu Schwefelsäure.So the end result is a union of sulphurous acid, oxygen and water to sulfuric acid.

Die Schwefelsäure wird, wie gesehen, an den Koksstückchen bei α gebildet und fließt von dort ium Boden des Gefäßes, wo sie von Zeit zu Zeit durch den Hahn m abgelassen wird.As has been seen, the sulfuric acid is formed on the coke pieces at α and flows from there to the bottom of the vessel, where it is drained from time to time through the tap m.

Aus der so gebildeten Schwefelsäure kannFrom the sulfuric acid formed in this way can

in bekannter Weise durch Erhitzung mit einem Brennstoff, z. B. Steinkohle, Koks, Holzkohle, Torf, Hobelspäne, Sägemehl usw., schweflige Säure wiederhergestellt werden. Auch andere reduzierende Stoffe können zu diesem Zwecke verwendet werden.in a known manner by heating with a fuel, e.g. B. hard coal, coke, charcoal, Peat, wood shavings, sawdust, etc., sulphurous Acid to be restored. Other reducing substances can also be used for this purpose be used.

Infolge der Diffusion enthält die abgezapfte Schwefelsäure etwas Nitrosylschwefelsäure, und bei deren Reduktion durch Kohlenstoff entsteht daher auch ein wenig Stickstoffoxyd. Dieses kann zweckmäßig in einer Lösung von Ferrosulphat aufgenommen werden und dann aus dieser durch geringe Erhitzung in den die Batterie durchlaufenden Sauerstoffstrom eingeführt werden, wobei sich aufs neue Nitrosylschwefelsäure bildet. As a result of the diffusion, the drawn off sulfuric acid contains some nitrosylsulfuric acid, and when they are reduced by carbon, a little nitrogen oxide is formed. This can conveniently be taken up in a solution of ferrosulphate and then from this introduced into the oxygen stream flowing through the battery by low heating , whereby nitrosylsulfuric acid is formed again.

Die mit der schwefligen Säure eingeführte Kohlensäure sammelt sich allmählich in der letzten Zelle an und wird von dort von Zeit zu Zeit entweichen gelassen.The carbonic acid introduced with the sulphurous acid gradually collects in the last cell and is allowed to escape from there from time to time.

Andere Verunreinigungen, wie Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Kohlenoxyd, Kohlenwasserstoff usw., wirken auch reduzierend und tragen, gleich wie die schweflige Säure, zu der Stromerzeugung bei.Other impurities such as hydrogen, hydrogen sulfide, carbon oxide, hydrocarbon etc., also have a reducing effect and, like sulphurous acid, contribute to the generation of electricity at.

Da die Nitrosylschwefelsäure in thermochemisch'er Hinsicht an einer hochkonzentrierten Säure fester gebunden ist als an einer solchen von verhältnismäßig niedrigerer Konzentration, so folgt hieraus, daß die depolarisierende Wirkung erstgenannter Säure im ersteren Falle geringer ist als im letzteren. So z. B. ist die Arbeitsspannung bei Verwendung einer 60 prozentigen Säure ungefähr 0,5 Volt, während die Spannung beim Gebrauch einer hochkonzentrierten Säure (90 prozentig oder mehr) kaum 0,3 Volt erreicht.Since the nitrosylsulfuric acid is thermochemically highly concentrated Acid is more firmly bound than to one of a relatively lower concentration, it follows from this that the depolarizing effect of the former acid is less in the former than in the latter. So z. B. the working voltage using a 60 percent acid is approximately 0.5 volts, while the voltage when using a highly concentrated acid (90 percent or more) barely reaches 0.3 volts.

Andererseits vermag eine Säure stärkerer Konzentration eine bedeutend größere Menge Nitrosylschwefelsäure zu binden als eine verdünnte Säure.On the other hand, an acid of higher concentration can do a significantly larger amount Bind nitrosylsulfuric acid as a dilute acid.

Die zum praktischen Gebrauch am besten geeignete Konzentration ist etwa 70 Prozent.The most suitable concentration for practical use is about 70 percent.

Aus den Reaktionen geht hervor, daß Wasser auf der Seite der schwefligen Säure bei der Stromerzeugung zur Bildung von Schwefelsäure verbraucht wird. Um zu verhindern, daß die Konzentration zu stark wird, ist es vorteilhaft, die Säure in dieser Abteilung von Zeit zu Zeit mit Wasser zu verdünnen. The reactions show that water on the side of the sulphurous acid is consumed in the generation of electricity to form sulfuric acid. To prevent the concentration from becoming too strong, it is advantageous to dilute the acid in this compartment with water from time to time.

Es ist klar, daß es unter gewissen Umständen bei der Herstellung größerer Mengen Schwefelsäure, z. B. bei Anlage einer größeren Batterie der erwähnten Art, ökonomisch vorteilhafter sein kann, andere Rohstoffe und andere Methoden zur Herstellung der schwefligen Säure, als oben angegeben, zu verwenden, z. B. durch Verbrennung von Schwefel, Rösten von Schwefelmetallen, Schwefel enthaltenden Erzen, Reduktion von Sulphaten mittels Kohlenstoff usw.It is clear that under certain circumstances it can be used in the manufacture of larger quantities Sulfuric acid, e.g. B. when installing a larger battery of the type mentioned, economically more advantageous may be to use other raw materials and other methods for the production of sulphurous acid than those specified above, z. B. by burning sulfur, roasting sulfur metals, containing sulfur Ores, reduction of sulphates using carbon, etc.

Die der Batterie zugeführte Luft kann zweckmäßig in geeigneter Weise reicher an Sauerstoff gemacht werden, z. B. durch Filtrierung derselben durch eine Membran aus Kaut-' schuk oder in anderer Weise;The air supplied to the battery can expediently be enriched in a suitable manner Oxygen can be made, e.g. B. by filtering the same through a membrane of chewing ' schuk or in some other way;

Claims

Patent claim

Galvanic element with sulfuric acid as electrolyte; at which the one current exciter from nitrosylsulfuric acid dissolved in sulfuric acid and oxygen (expedient Oxygen in the air) and the other consists of sulphurous acid.

1 sheet of drawings.