DE208596C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Konstanthaltung des Stromes galvanischer Elemente. Das Verfahren ermöglicht die vereinte Anwendung mehrerer bisher bekannter Depolarisationsvorgänge, nämlich die Sättigung der positiven Polelektrode mit depolarisierender Flüssigkeit, das Hindurchtreiben der depolarisierenden Flüssigkeit durch die Poren der positiven Polelektrode und die Einleitung von Luft oder eines anderen depolärisierenden gasförmigen Stoffes in das Element..

Bei der bisherigen Sättigung des Kohlekörpers mit sauerstoffhaltiger Flüssigkeit zeigt sich der Nachteil, daß die während des Betriebes entstehenden Oxyde bzw. Verbrennungsprodukte die Poren verstopften, wodurch die Elektrode ihre reagierende Fähigkeit verliert. Treibt man aber den Depolarisationselektrolyten durch die Poren der positiven Polelektrode hindurch, so kann das Element nicht geschlossen werden, weil in ihm Druck entsteht, und außerdem tritt, da die Gase nicht weggeleitet werden können-, sofortige Polarisation ein. Bei offenen Elementen mit zwei Flüssigkeiten dagegen tritt durch das Hindurchpressen eine sehr starke Diffusion ein, die den. Betrieb des Elements bald behindert. Sowohl die Sättigung als auch die Hindurchpressung hat den sehr großen Nachteil, daß die Hälfte der Kohlenfläche und Zinkfläche unbenutzbar wird, indem die gelöste Elektrode neben der unter Druck stehenden Fläche nicht angebracht werden kann, und zwar aus dem Grunde, weil die entstehenden Gase unter Druck sofort eine Polarisation hervorrufen.

Die Zuleitung von Luft oder Gas ist zwar nützlich dadurch, daß die Luft bzw. das Gas von der Flüssigkeit absorbiert wird, wodurch die Oxydationsfähigkeit der letzteren steigt, und daß ein stärkerer Stoffwechsel eintritt, indem die Luft von unten nach oben dringt, , aber einerseits ist die Absorptionsfähigkeit unter dem gewöhnlichen Atmosphärendruck überaus gering, ein höherer Druck kann aber nach obigem nicht ohne große Nachteile angewendet werden, und andererseits sind die entstehenden Gasbläschen schlechte Leiter, die den inneren Widerstand des Elements wesentlich erhöhen.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß in der luftdicht abgeschlossenen, unter Vakuum stehenden Stromzelle durch die Poren der positiven Polelektrode sowohl die elektrolytische Flüssigkeit als auch die Luft oder ein anderes depolarisierendes Gas hindurchgesaugt wird, letztere durch poröse Stellen in der Elektrolytsaugleitung oder in der Begrenzungswand des Elektrolytbehälters des EIements.

Dadurch können beide Flächen der Elektrode, z. B. des Kohlekörpers, wirksam sein, weil die polarisierenden Gase entfernt werden. Das

Element kann geschlossen sein. Die zwecks Depolarisation eingeleitete Luft gelangt gleichzeitig in feinstverteiltem Zustande in das Element, indem sie mit dem Elektrolyten durch die Poren der Kohle, der positiven Elektrode, dringt und dabei doch den ganzen Sauerstoffgehalt abgibt. Auch "ist der innere Widerstand geringer. Bei wärmebildenden Elementen, z. B. Chromsäureelementen, wird außerdem die Βίοι ο reride Erwärmung vermindert. Ferner werden durch die Hindurchströmung des Elektrolyten durch, die Poren' der Elektrode letztere mit der depolarisierenden Flüssigkeit gesättigt, die entstehenden Reaktionsprodukte, Ausscheidungen, gelöst und weggewaschen, und zwar unter geringem Drucke, so daß die Reaktionsprodukte leicht entfernt werden, im Gegensatze zu den bisherigen, dem Luftdruck ausgesetzten Elementen, bei welchen die Reaktionsprodukte nur unvollkommen entfernt wurden, während sie bei Elementen, die unter einem höheren als Atmosphärendruck stehen, überhaupt nicht ent-, weichen konnten. Bei den letzteren Elementen tritt bekanntermaßen zufolge rascher Steigung des inneren Widerstandes eine Polarisation ein. Diese polarisierenden Gase, z. B. Wasserstoff, werden nun bei dem Erfindungsgegenstand nicht nur vollkommen weggeleitet, sondern im Innern des Kohlekörpers bzw. in den Poren der negativen Elektrode zu Nutzstrom verbrannt. Die Anwendung von Vakuum ermöglicht auch bei Gesamtbatterien die Anordnung einer gemeinsamen Flüssigkeitszuleitung und Saugeleitung. Auch können die Elemente leicht entleert werden, indem beim Aufhören der Saugung die angesaugte Flüssigkeit zufolge Eigengewichts, von selbst ausfließt. Auch die Herstellung sehr hoher Elemente ist hier ermöglicht, weil diesem bisher im Wege stand, daß zufolge. Anwendung der hohen Elektrolytsäule die unten sich bildenden Gase schwer entweichen konnten und daher Druckentstehung und Polarisation verursachten. Schon aus diesem einzigen Grunde konnte man ein Element, bei welchem ein Hindurchpressen durch die Poren erfolgt, nicht abschließen. Hier ist nämlich in Hinsicht auf eine Gesamtbatterie die gemeinsame Wegleitung der Flüssigkeit nur mittels sehr dünner Röhren möglich, weil sonst der bekannte Flüssigkeitsschluß und daher großer Stromverlust eintritt. Bei Anwendung dünner Röhren wird aber zufolge Stauung das ganze Element unter derart hohen Druck gesetzt, daß der entstehende Strom durch die Polarisation vollkommen unbrauchbar wird.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Einrichtung in Fig. 1 im lotrechten Schnitt und in Fig. 2 im wagerechten Schnitt nach Linie A-B der Fig. 1.

Die Stromzelle bildet hier ein Kohlekörper 1 mit zwei an entgegengesetzten Seiten ausmündenden Höhlungssystemen 2, 3. Diese Zellenseiten werden durch Kappen 4, 5 abgeschlossen. In die Höhlungen 2 tauchen Zinkelektroden 6 ein, während in die Höhlungen 3 die Zinkelektröden 7 eingesetzt sind. An die obere Kappe schließt sich. die Vakuumleitung 8 an, während an die untere Kappe das Zuflußrohr 9 angeschlossen ist. Durch diese Anordnung entstehen zwei voneinander durch Kohlenscheidewände getrennte Systeme. Von den Zinkelektroden 7.zweigt die Stromleitung 10 ab, während von der Kohlenelektrode ι die andere Leitung 11 abzweigt. Die äußeren Seitenwände des Kohlekörpers 1 sind durch den Überzug 12 derart abgedichtet, daß nur die den unteren Höhlungen 3 nächstliegenden Längsstreifen 13 freiliegen, so daß die äußere Luft nur an diesen Stellen in die Höhlungen 3 eindringen kann. Die elektrolytische Flüssigkeit wird durch das Rohr 9 zugeleitet. Bei Erzeugung des Vakuums durch die mit dem Vakuumapparat verbundene Leitung 8 wird sowohl der Elektrolyt als auch die Luft unter Saugwirkung aus dem unteren System derart in das obere eingesaugt, daß sie beide die trennenden Kohlenwände durchdringen und dabei die in den Poren der Wände sich absetzenden Ausscheidungen wegwaschen.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb galvanischer Elemente mittels Luftdepolarisation .und Hindurchsaugung des Elektrolyten durch die Depolarisationselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der porösen positiven Polelektrode eines luftdicht abgeschlossenen Elements Unterdruck erzeugt wird, so daß durch den dadurch auf der anderen Seite entstehenden Überdruck die dort befindliche elektrolytische Flüssigkeit mit der Luft oder dem depolarisierenden Gas gemischt durch die Poren der positiven. Polelektrode geführt und gleichzeitig das 105' Gas, die Luft, durch eine mit ihm in Berührung stehende poröse Stelle' der Leitung des Elektrolyten in die elektrolytische Flüssigkeit eingesaugt und mit dieser innig gemischt wird. -

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei diaphragmalosen Elementen mit einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Element durch einen als positive Polelektrode dienenden Kohlekörper (1) mit zwei Höhlungssystemen (2, 3) gebildet ist, in die die Zinkelektroden (6, 7) eingesetzt sind, so daß infolge der Saugwirkung auf der einen Seite (2) die mit Luft gemischte elektrolytische Flüssig-

keit von der anderen Seite (3) durch den Kohlekörper hindurch in die Höhlungen (2) übertritt.

3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenseiten des Kohlekörpers unter Freilassung jener Stellen (13), welche den Schmalseiten der unteren Höhlungen (3) zunächst liegen, luftdicht überzogen sind, so daß die Außenluft nur an jenen Stellen in fein verteiltem Zustande in das untere System bzw. in die in dieses eingesaugte elektrolytische Flüssigkeit eindringen kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.