DE2723708C3 - Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und galvanisches Element zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und galvanisches Element zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom, sowie das dazu verwendete
galvanische Element, das in bekannter Weise mindestens eine Zelle mit mindestens einem einen Elektronenkollektor
und einen flüssigen Elektrolyt enthaltenden Anodenraum aufweist. In ebenfalls bekannter Weise
wird in diesem Anodenraum ein in dem Elektrolyt enthaltenes aktives Anodenmetall elektrochemisch
oxidiert, wobei es von dem Kollektor aufgefangene Elektronen verliert, und wobei das Oxidationsprodukt in
dem Elektrolyt löslich ist und mindestens ein Teil des aktiven Anodcnmctalls durch außerhalb des Anodenraums
erfolgende chemische Verdrängung aus dem Oxidationsprodukt durch ein elektronegativeres fcintciliges
/weites Metall als das aktive Anodenmetall erhalten wird.
Ein galvanisches Element, in dessen Anodenraum eine Suspension von aktivem Material in f'orm von
Kügclchcn, die einen Kern aus einem inerten Material besitzen, der mit einem Überzug aus dem aktiven
Material bedeckt ist. in einem Elektrolyt zirkuliert, ist aus der DEOS 26 20 792 bekannt. Die einzige
Möglichkeit zur Regenerierung des aktiven Materials besteht jedoch dort in einer elektrolytischen Regenerierung.
Bekannt isl ferner /. B. aus der DE-OS 22 38 431. den
die Teilchensuspension enthaltenden Elektrolyt durch den Anodenraum zirkulieren zu lassen. Bei Generatoren
dieser letzteren Art schlug man vor, außerhalb des Anodenraums das aktive Anodenmetall aus seinem in
dem Elektrolyt löslichen Oxidationsprodukt durch ein !einteiliges zweites, stärker eiektronegatives Metall als
das aktive Anodenmetall chemisch zu verdrängen.
Das in Form von Teilchen verdrängte aktive Anodenmetall wird z. B. mit dem Elektrolyt dan;>
wieder in den Anodenraum zurückgeführt, wo es einer erneuten Oxidation unterliegt. Man kann diese elektrochemische
Oxidation und Verdrängung so wiederholen, daß man durch eine Rückgewinnung und erneute Verwendung
des aktiven Anodenmetails mittels des zweiten Metalls elektrischen Strom erzeugt.
Man beabsichtigt auf diese Weise eine beträchtliche Erhöhung der spezifischen Energie der Anodensuspension.
Beispielsweise kann das aktive Anodenmetall Zink sein, das zur Verdrängung des Zinks dienende zweite
Metal! kann Aluminium sein und der Elektrolyt kann ein
alkalischer Elektrolyt sein.
In diesem Fall erzielt man die Stroniab-=-ibe
entsprechend der folgenden Anodengleichung:
Zn + 4OH" — Zn(OHl1 + 2e (I)
Die Verdrängungsreaktion ist die folgende:
2Al + 3
Die Verdrängungsreaktion ist die folgende:
2Al + 3
-> 2Al(OH)4 f- 3Zn + 4OH (2)
Die Bilanz ;ius diesen beiden Reaktionen ist:
2Al + 8OH
2AI(OH)4 + 6e (3)
Man kann somit eine theoretische Massenkapazität nahe an derjenigen von Aluminium, d. h. von
2980 Ah/kg verbrauchtes Aluminium erwarten. Die theoretische Massenkapazität von Zink beträgt
820 Ah/kg verbrauchtes Zink und das Entlad:ingspotential
entspricht demjenigen der elektrochemischen Oxidation von Zink, d. h. einer Zellenspannung von etwa
I Volt bei Sauerstoff als aktivem Katodenmaterial.
Berücksichtigt man, daß die in einem gleichen Volumen von alkalischem Elektrolyt löslichen Mengen
an Aluminium und Zink etwa gleich sind, so wird in der Tat die Elektrizitätsmenge, die der Generator theoretisch
für ein gegebenes Volumen an alkalischem Elektrolyt liefern kann, d. h. die theoretische Leistung,
um das Verhältnis der theoretischen Massenkapa/itäten von Aluminium und Zink, d. h. um J.6. vervielfältigt,
wenn man an Stelle von Zink Aluminium verbraucht.
Es wurde nun gefunden, daß diese Generatoren aus folgenden Gründen nicht zufriedenstellend sind.
Wenn das /weile Metall in einen eine ungenügende Menge an Teilchen aus aktivem Anodennietall enthaltenden
Elektrolyt eingeführt wird, wird wesentlich mehr dieses /weiten Metalls verbraucht als man auf Grund
der Verdrängungsreaktion, z. B. auf Grund der Reaktion (2) bei Verdrängung von Zink durch Aluminium,
erwarten könnte. Dieser übermäßige Verbrauch rührt daher, daß dieses /weite Metall, insbesondere wenn es
stark clcktmiicgittiv ist und in einen wäßrigen
Elektrolyt eingeführt wird, Atisgangsstelle für eine starke Korrosion ist, insbesondere wenn es in
fcinteiliger Form vorliegt. Aluminium ergibt /.. IJ. in wäßrigem alkalischem Milieu die folgende Korrosionsreaktion:
2Al + 6H,O + 2Ol I » 2AI(OH)4 +311,
Man stellt daher einen starken Aluminiumverlusi unter störendem Freiwerden von Wasserstoff fest. Ein
in weiterer Nachteil rührt daher, daß das verdrängte
aktive Anodennietall sich auf dem zweiten Metall absetzt und somit die Kontaktfläche, die dieses zweite
Metall dem Elektrolyt bietet, stark verringert. Die Geschwindigkeit der Verdrängungsreaktion, z. B. die
r, Geschwindigkeit der Reaktion (2), wird dadurch stark
verlangsamt.
Das führt dazu, daß mal das zweite Metall in einen eine große Menge Teilchen aus aktivem Anodennietall
enthaltenden Elektrolyt einbringt.
2(i Im Fall der Verdrängung von Zip'.· durch Aluminium
gemäß Gleichung (2) wird somit das Aluminium in einen
mindestens IO Gew.-°/o Zinkteilchen enthaltenden Elektrolyt eingeführt. Die Wirkung der Teilchen aus
aktivem Anodenmetall während der Verdrängung
2i scheint auf der Bildung von Mikrozellen aus diesen
Teilchen, dem Elektrolyt und dem zweiten Metall zu beruhen. So bilden beispielsweise im Fall der durch die
Gleichung (2) dargestellten Verdrängung von Zink durch Aluminium die Zinkteilchen Katedenbereiche, wo
in sich das verdrängte Zink entsprechend der Reduktionsgleichung:
Zn(OH)4 + 2e -► Zn + 4OH
)■> abscheidet, während das mit den Zinkteilchen in Kontakt befindliche Aluminium Anodenbereiche bildet,
wo die der Oxidation des Aluminiums entsprechende Reaktion (3) abläuft. Da Zink ein Meta'l mit hoher
Wasserstoffüberspannung ist, wird in diesen Katoden-
-4Ii bereichen die Wasserzersetzung, die sonst entsprechend
de· folgenden Reaktion ablaufen würde:
6H,O + 6e ->
6OH + 3
auf einem Minimum gehalten.
Auch läßt die große Menge an Teilchen aus aktivem Anodenmetall, die sich bei Einführung des zweiten
Metalls in dem Elektrolyt befinden muß, im übrigen nicht die Lösung der folgenden Probleme zu.
Die elektrochemische Oxidation in dem Anodenraum betrifft die gesamte Masse der Teilchen aus aktivem
Anodennietall, da sie durchgehend aus Brennstoff bestehen. Der mittlere Durchmesser dieser Teilchen
nimmt somit gleichmäßig ab und kann sehr geringe Werte von beispielsweise unter einem Mikron erreichen.
Diese feinen Teilchen bewirken eine Verstopfung der Poren der porösen, /wischen dem Anodenraum und
dem Katodenrauin angeordneten Trennwände, die eine
Wanderung des Elektrolyts zulassen, jedoch das Durchtreten der Meiallteilchen verhindern sollen.
Infolge ungenügender Wanderung des Elektrolyts nimmt somit die Leistung der Katode betrjchtlich ab. Es
können sogar Kurzschlüsse /wischen den Teilchen aus aktivem Anodennietall und den elektrisch leitenden
Teilen der Katode auftreten.
Während eines längeren Stillstands des Generators tritt eine starke Korrosion des aktiven Anodenma'.erials
durch den Elektrolyt auf. Das durch diese Korrosion
gebildete Oxidationsprodukt sammeil sich um die Teilchen oder an der Oberfläche der Teilchen an und
bildet eine passivierende und isolierende Schicht, welche die Teilchen inaktiv macht. Wenn der Generator
wieder in Betrieb genommen wird, läuft die elektrochemische Oxidation nur schwierig in dem Anodenraum ab
und ein zu starker Verbrauch des zweiten Metalls kann trotz der Anwesenheit der Teilchen aus aktivem
Anodenmetall in dem Elektrolyt nicht mehr vermieden werden. So unterliegt beispielsweise 7.ink in einem
alkalischen Elektrolyt der folgenden Korrosion:
/n f 211,0 + 2OH
/.H(OIl)4 t M, (71
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung
des vorstehend beschriebenen Standes der Technik und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß man den elektrisch leitende und in dem Element chemisch inerte, feinteiüge. Kerne genannte Träger
enthaltenden Elektrolyt indem Anodenraum zirkulieren
läßt, wobei mindestens ein Teil der Kerne mit einer Schicht des aktiven Anodenmctalls bedeckt ist. und die
Schicht aus aktivem Anodenmctall direkt auf den entsprechenden Kernen durch chemische Verdrängung
erhalten wird, indem man die gegebenenfalls bereits mit
aktivem Anodenmctall bedeckten Kerne in dem
Elektrolyt mit dem zweiten Metall während dieser chemischen Verdrängung in Kontakt bringt.
Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete, neue galvanische Element
kennzeichnet sich dadurch, daß der Elektrolyt Kerne genannte, feinteilige elektrisch leitende und in dem
Element chemisch inerte Träger enthält, von denen mindestens ein Teil mit einer Schicht des aktiven
Anodenmetalls bedeckt ist und wobei die Schicht aus chemisch verdrängtem aktivem Anodenmetall direkt
auf den entsprechenden Kernen erscheint, die sich, gegebenenfalls bereits mit aktivem Anodenmetall
bedeckt, in dem Elektrolyt mit dem zweiten Metall während dieser Verdrängungsreaktion in Kontakt
befinden, und daß das Element eine Zuführungs- und Abfiihrunesvorrichtune aufweist, welche eine Zirkulicrung
des die Kerne enthaltenden Elektrolyts durch den Anodenraum ermöglichen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und des folgenden Beispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. I eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen
galvanischen Elements parallel zur ungefähren Strömungsrichtung des Elektrolyts und der
Teilchen.
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch einen
mit aktivem Anodenmetall umhüllten Kern gemäß der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Zink/Luftelement 10 ist in Fig. 1 dargestellt und besteht dort aus einer Zelle 1.
Diese Zelle 1 besitzt eine positive und eine negative Klemme (nicht dargestellt), die an einen elektrischen
Entladungskreis (nicht dargestellt) angeschlossen sind, sowie einen Katodenraum 20 und einen Anodenraum 4.
In dem Katodenraum 20 befindet sich eine Katode (positive Elektrode) 2, und zwar eine Luftdiffusionselektrode:
das aktive Katodenmaterial ist Sauerstoff, die Lufteintritts- und Austrittsleitungen sind schematisch
durch die Pfeile F2 bzw. F'2 dargestellt. Diese Katode 2
besteht in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus Kohlenstoff. Silber, Polytetrafluoräthylen und Nickel.
Diese Elektrode 2 ist auf ihrer Oberfläche 21 mit einem hydrophilen. Elektronen nicht leitenden und für den
Elektrolyt durchlässigen .Separator 3 bedeckt.
Dieser Separator 3 kann gegebenenfalls aus einer Schicht der Elektrode 2 bestehen.
Die der Oberfläche 21 der Elektrode 2 gegenüberliegende
Oberfläche 31 des Separators 3 befindet sich auf der Seite des Anodenraums 4. Ein beispielsweise aus
einem Nickelnetz mit 0,5 mm feinen Maschen 411
bestehender Anodenkollektor 41 ist auf der Oberfläche 31 des Separators 3 befestigt. Der Anodenraum 4 ist mit
einem alkalischen Elektrolyt 42 gefüllt, in welchem sich Teilchen 43 befinden, die aus einem elektrisch leitenden,
in dem Generator chemisch inerten, gegebenenfalls mit einer Schicht 432 aus das aktive Anodenmctall
bildendem Zink bedeckten fcmieiligcn Iniger oder
Kern 431 bestehen. Der Klarheit halber sind in Fig. I
die Maschen 411 des Anodenkollektors 41 und die Teilchen 43 stark vergrößert dargestellt
Der Durchmesser des
TVilrhrn 43 wird
so gewählt, daß die Kerne nicht in die Poren des
Separators 3 eindringen können. Eine schematisch durch den Pfeil 5 dargestellte Vorrichtung ermöglicht
die Einführung des die Teilchen 43 enthaltenden Elektrolyts 42 in den Raum 4. Eine schematisch durch
den Pfeil 6 dargestellte Vorrichtung ermöglicht die Abführung des die Teilchen 43 enthaltenden Elektrolyts
42 aus dem Kaum 4. wobei einige der Teilchen ausschli·'Ilich aus Kernen 431 ohne Zinkschicht 432
bestehen können, wenn diese Zinkschicht während des Durchgangs der Teilchen durch den Raum 4 vollständig
reagiert hat. Die allgemeine S'römungsrichtung des Elektrolyts 42 und der Teilchen 4? ist durch den Pfeil F1
angegeben.
Eine Leitung 7 außerhalb der Zelle I ermöglicht mittels einer Pumpe 72 die Rückführung des Elektrolyts
42 und der Teilchen 43 in die Zufuhrungsvorrichtung 5. ausgehend von der Abführungsvorrichtung 6. Eine in die
Leitung 7 einmündende, schematisch durch den Pfeil 71 dargestellte, sogenannte Verdrängungsvorrichtung ermöglicht
die Einführung eines elektronegativeren Metalls pls Zink, beispielsweise von gegebenenfalls
pulverförmigem Aluminium in den aus dem Raum 4 austretenden Elektrolyt.
Die Zelle 1 wird z. B. auf folgende Weise betrieben:
In 100 g einer 6 normalen Kalilauge (6 Mol Kaliumhydroxid
pro Li'.er). die etwa 3 g als Kaliumzinkat gelöstes Zink enthält, gibt man 15 g feinteilige Kupferträger
deren mittlerer Durchmesser zwischen 20 und 4C Mikrometer beträgt, dann 0.66 g Aluminiumteilchen mit
einem mittleren Durchmesser zwischen 10 und 3Γ Mikron. Die Kupferkerne bedecken sich dabei m! etwa
insgesamt 2 g Zink, das infolge Bildung von Mikrozellen verdrängt wurde, deren Katodenbereiche aus Kupferkernen
und deren Anodenbereiche aus mit dieser Kupferkernen in Kontakt befindlichen Aluminiumteil·
chen bestehen: diese Katoden- und Anodenbereiche spielen dabei die vorstehend beschriebenen Rollen. Die
als Elektrolyt dienende Kaüumzinkatlösung, weiche die mit Zink umhüllten Kupferkerne enthält, wird dann ir
dem aus dem Raum 4. den Vorrichtungen 5 und 6 unc der Außenleitung 7 bestehenden geschlossenen Kreis ir
Zirkulation versetzt. Man erzeugt etwa 5-Ampere Gleichstrom durch die Zelle, wobei die Spannung etwE
gleich 1 Volt ist. indem man nach jeder Amperestund« so viel Aluminiumpulver zugibt, daß die für die
elektrochemische Reaktion erforderliche Menge ar metallischem Zink aufrechterhalten wird.
Das verdrängte Zink bedeckt die Kupferkerne, au denen sich gegebenenfalls eine Schicht aus nich
oxidiertem Zink befinden kann. Man erzielt auf diese Weise 33,5 Ah bei einem Gesamtverbrauch von 13 g
Aluminium, während die in Form von Zinkat in dem Elektrolyt am Ende des Versuchs gelöste Zinkmenge
gleich der anfänglichen Menge, d. h. etwa 3 g beträgt. Die abgegebene Elektrizitätsmenge beträgt somit etwa
2j;'9 Ah/kg verbrauchtes Aluminium, d. h. 86% der
theoretischen Ausbeute.
Man kann den Versuch weiterführen, indem man den r.lcktrolvt, wenn er an Altiminat gesättigt ist, durch
100 g einer frischen 6 normalen Kalilauge ersetzt, die 3 g in Form von Zinkat gelöstes Zink enthält, oder
indem man den Elektrolyt während des Retriebs des Generators regeneriert.
Man kann auch das gesamte Zinkat der Lösung vor einem Wechsel des Elektrolyts durch Aluminium
reduzieren. In diesem Fall gibt man eine reine Kalilauge den mit Zink umhüiiten Teilchen zu. Die abgegebene
Elektrizitätsmenge bleibt bei etwa 85% der theoretischen Ausbeute; die Verluste erklären sich durch eine
leichte, jedoch unvermeidliche Korrosion des Zinks während des Betriebs des Generators. Der störungsfreie
Betrieb des Generators wird somit nur durch den der Luftelektrode beschränkt, da der im wesentlichen
konstante Durchmesser der Kerne vermeidet, daß die Teilchen in die Poren des Separators eindringen.
Man kann den Versuch mit ähnlichen Ergebnissen wiederholen, indem man die teilchenförmigen Kupferträger durch andere metallische feinteilige Träger aus
vorzugsweise Metallen, die ebenso wie Kupfer in dem verwendeten Elektrolyt eine starke Wasserstoffüberspannung
besitzen und in dem Generator inert sind, ersetzt; es sind dies insbesondere Silber, Kadmium,
Wismuth oder Blei. Auch kann man die Metallkerne durch elektrisch nicht leitende Kerne, z. B. aus Glas oder
Kunststoff, ersetzen, die mit einem Elektronen leitenden Material umhüllt sind. Fig. 2 zeigt z. B. ein Teilchen B,
dessen mit einer Zinkschicht 82 bedeckter Kern 81 aus
einem mit einer Kupferschicht 812 umhüllten Glasinneren 811 besteht.
Oto l^orne ctr\r\ iinritinciwaira olii'q L· ι i<T»lfnrmi<t. ι Ur-Wiederholt
man den Versuch unter Verwendung von vollständig aus Zink bestehenden Teilchen, so stellt man
fest, daß man höchstens 2000 Ah/kg verbrauchtes Aluminium erzielt, wenn die gewichtsmäßige Konzentration
an Teilchen in dem mit Aluminium in Kontakt befindlichen Elektrolyt unter 10% beträgt; die maximale
Ausbeute beträgt somit etwa 67%. Außerdem stellt man mit der Zeit eine Verstopfung der Poren des Separators
3 durch die während der Oxidation gebildeten feinen Teilchen fest. Wenn man andererseits den Betrieb dieses
mit vollständig aus Zink bestehenden Teilchen arbeitenden Generators mehrere Stunden einstellt, wobei
während dieses Stillstands der Elektrolyt und die Teilchen nicht entnommen werden, stellt man bei
Wiederaufnahme des Betriebs des Generators fest, daß die Zinkteilchen durch das um sie herum angesammelte
Oxidationsprodukt passiviert worden sind, wobei dieses öxidationsprodukt infoige der Korrosion des Zinks
durch den Elektrolyt während des Stillstands gebildet wurde. Daraus folgt, daß diese Teilchen nicht mehr die
Rolle von Katodenbereichen während der Verdrängung des gelösten Zinks durch das Aluminium spielen können,
und zwar unabhängig von der gewichtsmäßigen Konzentration der Teilchen in dem mit Aluminium in
Kontakt befindlichen Elektrolyt; die maximale Ausbeute beträgt dann, wie vorstehend angegeben, etwa 67%.
Dieser Nachteil wird vermieden, wenn man erfindungsgemäße Teilchen verwendet, da die die Kerne
umgebende Zinkmenge so gewählt werden kann, daß nach vollständiger Auflösung dieses Zinks die Zinkatkonzentration
in dem Elektrolyt so gering ist, daß die Passivierung vermieden wird.
Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird.
So kann sie insbesondere unabhängig von der Ausfühi ungsform des Elementes und seiner Bestandteile
sowie unabhängig von der Anordnung des Anodenkollektorj in bezug auf den Katodenraum Anwendung
finden. Beispielsweise können der Elektrolyt und t'.ie
Teilchen zwischen dem Anodenkollektor und dem li.t^.nr,,™ fi;»n»„ „.„u„; ,)„.. λ ι—ι—π-ΐ-. 1
mittlerer Durchmesser kann innerhalb sehr weiter Grenzen, z. B. zwischen 10 Mikrometer und 1
Millimeter, schwanken.
Es sei bemerkt, daß man die Verwendung des porösen Separators 3 vermeiden kann, wenn man in an sich
bekannter Weise einen Kollektor 41 verwendet, dessen Maschen 411 kleiner sind als der Durchmesser der
Kerne 431.
entweder für den Elektrolyt und die Teilchen undurchlässig oder für den Elektrolyt und gegebenenfalls für die
Teilchen durchlässig ist. Die Anwendung der Erfindung ist von der Art der dem Anodenraum zugeordneten
Katode unabhängig. Auch kann man mehrere erfindungsgemäße, in Reihe oder parallel geschaltete Zellen
verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom in einem galvanischen Element mit mindestens
einer Zelle mit mindestens einem einen Elektronenkollektor und einen flüssigen Elektrolyt
enthaltenden Anodenraum, wobei in diesem Raum ein in dem Elektrolyt enthaltenes aktives Anodenmetall
elektrochemisch oxidiert wird und dabei von dem Kollektor aufgefangene Elektronen verliert,
und wobei das Oxidationsprodukt in dem Elektrolyt löslich ist und mindestens ein Teil des aktiven
Anodenmetalls durch außerhalb des Anodenraums erfolgende chemische Verdrängung aus dem Oxidationsprodukt
durch ein elektronegativeres feinteiliges zweites Metall als das aktive Anodenmetall
erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den elektrisch leitende und in dem Element
chemisch me.te, feinteilige. Kerne genannte Träger
enthaltende« Elektrolyt in dem Anodenraum zirkulieren läßt, wobei mindestens ein Teil der Kerne mit
einer Schicht des aktiven Anodenmetalls bedeckt ist, und die Schicht aus aktivem Anodenmetall direkt auf
den entsprechenden Kernen durch chemische Verdrängung erhalten wird, indem man die gegebenenfalls
bereits mit aktivem Anodenmetall bedeckten Kerne in dem Elektrolyt mit dem zweiten Metall
während dieser chemischen Verdrängung in Kontakt bringt.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdrängung wahrend des Betriebs des Elements erfolgt.
3. Verfahren nach Anspiuch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mcta.iischc Kerne verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß ιτκιιι aus einem mit einem
Elektronen leitenden Material umhüllte, elektrisch nicht leitende Kerne verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß man Kerne verwendet,
die aus mit einem Metall mit hoher Wasserstoffüberspannung umhüllten Innenkernen bestehen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als aktives
Anodcnmetall Zink, als Elektrolyt einen alkalischen Elektrolyt und als /.weites Metall Aluminium
verwendet.
7. Galvanisches Element zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch I mit mindestens einer Zelle mit mindestens einem Anodcnraiim und
mindestens einem Katodenraum, wobei der Anodenraum einen Eleklroncnkollektor und einen flüssigen
Elektrolyt enthält, in welchem sich ein aktives Anodenmelall befinde!, dessen Oxidalinnsprodukt in
dem Elektrolyt löslich ist und wobei das Element noch außerhalb des Anodenraums eine sogenannte
VerdräRgungsvorrichtiing zur chemischen Verdrängung
mindestens eines Teils des aktiven Anodenmetalls aus seinem Oxidationsprodukt durch ein
elektronegativeres feinleiliges /weites Metall enthalt, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (42)
Kerne genannte, feinteilige elektrisch leitende und in dem Element chemisch incrlc Träger (4Jl) enthält,
von denen mindestens ein Teil mit einer Schicht (432) des aktiven Anodenmetalls bedeckt ist und
wobei die Schicht aus chemisch verdrängtem aktivem Anodenmetall direkt auf den entsprechenden
Kernen erscheint, die sich, gegebenenfalls bereits mit aktivem Anodenmetall bedeckt, in dem
Elektrolyt mit dem zweiten Metall während dieser Verdrängungsreaktion in Kontakt befinden, und daß
das Element eine Zuführungs- und Abführungsvorrichtung (5 bzw. 6) aufweist, welche eine Zirkulierung
des die Kerne enthaltenden Elektrolyts (42) durch den Anodenraum (4) ermöglichen.
ι»
8. Galvanisches Element nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne einen Innenkern aus Glas besitzen, der mit einem
elektrisch leitenden Material umhüllt ist.
9. Galvanisches Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne einen
Innenkern aus Kunststoff besitzen, der mit einem elektrisch leitenden Material umhüllt ist.
10. Galvanisches Element nach ein.-m der
Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne mindestens zum Teil aus einem der Metalle
Silber, Kadmium, Wismuth, Blei oder Kupfer bestehen.
11. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
>5 Katodenraum (20) eine Katode (2) enthält, deren
aktives Material Sauerstoff oder wenigstens eine Sauerstoffverbindung ist.
12. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 1 !,dadurch gekennzeichnet, daß der
)i> Anodenraum (4) und der Katodenraum (20) durch
einen porösen Separator (3) getrennt sind, welcher für den Elektrolyt und die Ionen durchlässig, jedoch
für die Kerne undurchlässig ist.
13. Galvanisches Element nach einem der Γι Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kerne etwa kugelförmig sind und daß ihr Durchmesser zwischen 10 Mikrometer und 1 Millimeter
beträgt.
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