DE2735096B2 - Verfahren zur Stromerzeugung und galvanisches Element zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Stromerzeugung und galvanisches Element zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom unter Ablauf elektrochemischer
Reaktionen, sowie die hierzu verwendeten galvanischen Elemente. Diese galvanischen Elemente besitzen eine
Zelle mit mindestens einem Anoden- und einem Katoden, aum.
Die Erfindung betrifft die galvanischen Elemente, welche einen Raum aufweisen, der einen flüssigen
Elektrolyt enthält, in welchem sich feste Teilchen befinden, wobei der Elektrolyt und die Teilchen in
Bewegung sind. Dieser Raum besitzt ein »Elektronenkollektor« genanntes, elektrisch leitendes Organ, das die
während der elektrochemischen, in dem Raum sich abspielenden Reaktion frei gewordenen elektrischen
Ladungen auffängt oder die für diese Reaktion erforderlichen elektrischen Ladungen liefert.
Diese Teilchen können einmal vollständig aus einem an der elektrochemischen Reaktion teilnehmenden,
sogenannten aktiven Material bestehen. Dies ist insbesondere bei Brennstoffteilchen, z. B. aus aktivem
Anodenmetall, der FJI. Andererseits können diese
Teilchen nur zum Teil aus aktivem Material bestehen und/oder als Träger für mindestens ein aktives Material
dienen. Das trifft insbesondere für Teilchen zu, deren elektrochemisch inaktiver, aus einem Metall oder einem
elektrisch nicht leitenden Material, z. B. aus Glas oder einem Kunststoff, bestehender Kern, der gegebenenfalls
durch eine oberflächliche Metallabscheidung leitend gemacht wurde, mit mindestens einem festen, flüssigen
oder gasförmigen aktiven Material bedeckt ist, beispielsweise in Form einer auf chemischem oder
elektrochemischem Wege erhaltenen Umhüllung, oder der eine Adsorptionsschicht aus aktivem Material
aufweist; der Kern spielt dabei die Rolle des Trägers für das aktive Material und gegebenenfalls einen Katalysator.
Verschiedene Arten von der vorstehenden Definition entsprechenden galvanischen Elementen wurden bereits
vorgeschlagen.
So wurde einmal vorgeschlagen, die Teilchen im Innern des Raums zu halten, indem man praktisch nur
Elektrolyt durch diesen Raum zirkulären läßt. Es ist dies insbesondere der Fall für eine Wirbelschicht enthaltende
Räume. Diese Elemente besitzen den Nachteil, daß sie eine genaue und heikle Einstellung zahlreicher
Parameter erfordern, insbesondere was den Durchmesser der Teilchen und die Strömungsgeschwindigkeit des
Elektrolyts anbelangt.
Zum andern wurde vorgeschlagen, diesen Raum von dem die Teilchen enthaltenden Elektrolyt durchströmen
zu lassen.
Man hat so vorgeschlagen, die Teilchen an dem Kollektor zurückzuhalten. Diese Elemente führen zu
einer sehr raschen Polarisation der Teilchen, welche durch eine zu langsame Diffusion der bei der
elektrochemischen Reaktion entstandenen Produkte in dem Elektrolyt bedingt sein kann, wobei sich diese
Produkte auf dem aktiven Material oder in dessen Nähe ansammein und ein Fortschreiten der Reaktion
verhindern. Diese Erscheinung wird manchmal »Passivierung« genannt. Diese Polarisation kann auch auf eine
zu langsame Diffusion des aktiven Materials selbst zu· jckzuführen sein, insbesondere wenn dieses sich auf
der Oberfläche eines katalytischen Kerns adsorbieren muß, um reagieren zu können.
In allen Fällen ist die Leistung dieser Elemente sehr
begrenzt.
Man versuchte, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß man den Elektrolyt und die Teilchen so durch
den Raum strömen ließ, daß die Teilchen sich mit dem Kollektor in intermittierendem Kontakt befinden. Die
folgenden Mittel zur Vermehrung der Anzahl der Kontakte der Teilchen mit dem Kollektor wurden
vorgeschlagen:
— eine im wesentlichen homogene Bewegung der Teilchen in der ganzen Masse des Elektrolyts
infolge einer turbulenten Strömung in dem Raum, welche durch eine erhöhte Zirkulationsgeschwindigkeit
des Elektrolyts erzielt wird, wie dies in der DE-AS 21 25 576 beschrieben ist.
— eine sehr scnnelle Strömung des Elektrolyts und der Teilchen in einem Zyklon, wobei der Kollektor
den Außenmantel des Zyklons bildet, wie dies in der GB-PS 10 98 837 beschrieben ist.
Die Praxis zeigt, daß diese galvanischen Elemente aus folgenden Gründen nicht zufriedenstellend arbeiten.
Die Bewegung der Teilchen in der gesamten Masse des Elektrolyts führt zu einem hohen Energieverbrauch
und zu einer Anzahl von unzureichenden Koniakten, was die Leistung des Elements begrenzt.
Die Verwendung eines Zyklons erfordert platzraubende und schwere Aufbauten, was die Leistung pro
Volumeneinheit begrenzt.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile.
Das auf dem Ablauf elektrochemischer Reaktionen beruhende erfindungsgemäße Verfahren zur Stromerzeugung
in einem galvanischen Element mit mindestens einem einen flüssigen Elektrolyt enthaltenden Raum,
wobei dieser Raum eine Unterseite besitzt, die mindestens zum Teil aus der ganzen oder mindestens
einem Teil der dem Elektrolyt zugekehrten Oberfläche mindestens eines Elektronenkollektors besteht, und
wobei man durch den Raum den Elektrolyt strömen läßt, der feste, mindestens partiell aktive und/oder feste,
mindestens ein aktives Material tragende Teilchen enthält, deren Dichte °rößer is*, els dle'eni^e des
Elektrolyts, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung so erfolgt, daß die Teilchen eine an die
Unterseite des Raums angrenzende und von dem Elektrolyt mitgeführte Sedimentationsschicht bilden.
Zur Erzielung einer »Sedimentationsschicht« wählt man die allgemeinen Strömungsbedingungen so. daß die
Teilchenkonzentration des Elektrolyts in Nähe dieser Unterseite höher ist als in den von dieser Seite
entfernter befindlichen Bereichen. Die Teilchen, die sich so bevorzugt infolge ihres Gewichts in Nähe dieser
Unterseite in einer »Sedimentationsschicht« konzentrieren, werden dann von dem ElektroK t mitgeführt.
Zweckmäßig beträgt die mittlere Geschwindigkeit u der Strömung in dem Raum zwischen 5 m/Min, und
60 m/Min., vorzugsweise zwischen 10 und 30 m/Min.,
und die der Strömung entsprechende Reynolds-Zahl R
beträgt höchstens 4000. vorzugsweise höchstens 3000.
Es ist überraschend, daß man gemäß der Erfindung die Sedimentation von Teilchen in einer an die
Unterseite elektrochemischer Elemente angrenzenden Sedimentationsschicht bewirken katin, ohne daß sich
dabei eine unbewegliche und passive Abscheidung aus diesen Teilchen bildet. Dieses mit der Erfindung erzielte
Ergebnis scheint durch die verhältnismäßig geringe Dicke der Strömungslinien in den erfindungsgemäßen
Räumen bedingt zu sein. d. h. durch den verhältnismäßig geringen Abstand, welcher die Unter- und Oberseite
dieser Räume trennt. Die Erfindung betrifft auch die galvanischen Elemente, in welchen das Verfahren
durchgeführt wird.
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
galvanischen Elements,
F i g. 2 eine schematische Längsschnittansicht des erfindungsgemäßen Raums des in F i g. 1 dargestellten
Elements entlang einer Ebene parallel zur mittleren Strömungsrichtung in diesem Raum und senkrecht zur
Unterseite des Raums.
F i g. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Raums,
Fig.4 eine schematische Darstellung eines galvanischen
Elements mit dem in F i g. 3 dargestellten Raum,
F i g. 5 und 6 schematische Schnittansichten von Teilen von erfindungsgemäßen Unterseiten mit Reliefelerner.ten
entlang Ebener, parallel zu der mittlerer!
Strömungsrichtung und senkrecht zu den Grundflächen dieser Unterseiten und
F i g. 7 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Raums mit einer für den Elektrolyt
durchlässigen Unterseite entlang einer Ebene parallel zur mittleren Strömungsrichtung und senkrecht zur
Grundfläche der Unterseite.
Fig. 1 und 2 zeigen einen einen Teil eines galvanischen Elements 10 bildenden erfindungsgemäßen
Raum 1. Der Raum I besitzt eine Unterseite 11 und eine Oberseite 12. Die irn wesentlichen ebenen Flächen
11 und 12 bilden miteinander den Winkel ß, so daß sie in
der durch den Pfeil Fl angezeigten mittleren Strömungsrichtung konvergieren; diese Flächen Π und
12 sind senkrecht zu einer parallel zur Pfeilrichtung Fl verlaufenden Vertikalebene.
Die Normale /Vl zur Unterseite 11 bildet mit der
aufsteigenden Vertikale Z den Winkel λ, wobei diese Normale auf den Elektrolyt 13 zu gerichtet ist. Der
Raum 1 wird auf den Seiten durch die Seitenflächen 18 pornnjt fiip 7 R ptu/a yprtijfal i
cpnlfrp
der Fläche 11 verlaufen. Die Seitenflächen 18 und 19 bilden miteinander in Nähe des Einströmungsendes 16
des Raums, d. h. am Eintrittsende, den Winkel γ. so daß
sie in der Strömungsrichtung Fl divergieren. In Nähe des Abströmungsendes 17 des Raums, d.h. am
Austrittsende desselben, bilden sie miteinander den Winkel y', so daß sie dort in der Strömungsrichtung Fl
konvergieren. Der Raum 1 ist mit einem flüssigen Elekfilyt 13 gefüllt, in welchem sich feste Teilchen 14
befinden, deren Dichte größer ist als diejenige des Elektrolyts 13. Die für den Elektrolyt 13 und für die
Teilchen 14 undurchlässige Unterseite 11 besteht auf der
auf der Seite des Elektrolyts 13 angeordneten elektrisch leitenden Oberfläche eines Elektronenkollektors 15.
Der Raum 1 ist über sein Eintrittsendc 16 an eine
Zuführungsvorrichtung 161 angeschlossen, die die Zuführung von die Teilchen 14 enthaltendem Elektrolyt
13 in diesen Raum ermöglicht. Der Raum 1 ist andererseits an seinem Austrittsende 17 mit einer
Abführungsvorrichtung 171 verbunden, welche die Abführung des die Teilchen 14 enthaltenden Elektrolyts
13 aus diesem Raum gestattet, wobei natürlich die Teilchen fehlen, die gegebenenfalls durch die elektrochemische
Reaktion vollständig verbraucht wurden.
Die Zuführungs- und Abführungsvorrichtung werden so gesteuert, daß der Elektrolyt in dem Raum 1 im
wesentlichen ohne Turbulenz in einer Richtung strömt, die durch den Pfeil Fl angezeigt ist und die von der
Zuführungsvorrichtung 161 zur Abführungsvorrichtung 171 verläuft.
Die Zuführungsvorrichtung 161 und die Abführungsvorrichtung
171 ermöglichen somit, daß der die T ilchen
14 enthaltende Elektrolyt 13 in Richtung des Pfeils FI
den Raum 1 durchströmt.
Wegen der im wesentlichen nichtturbulenten Strömung des Elektrolyts in dem Raum I setzen sich die
Teilchen 14 ab. d. h~ sie konzentrieren sich infolge ihres Gewichts in der an die Unterseite 11 angrenzenden
Sedimentationsschicht 20. Die Konzentration der Teilchen 14 in dem Elektrolyt 13 in der Schicht 20 ist
wesentlich höher als die Teilchenkonzentration des Elektrolyts 13 in dem von der Unterseite 11 entfernten
Raum 21. Infolge des Gewichts der Teilchen 14, der Mitnahmegeschwindigkeit der Teilchen 14 durch den
Elektrolyt und der Konzentration der Teilchen 14 in der Schicht 20 befinden sich diese Teilchen bald in Kontakt
mit dsr Oberfische 11 des Kollektors bald im Innern der
Sedimentationsschicht 20, jedoch seltener in dem von der Oberfläche des Kollektors entfernten Raum 21.
Diese Bewegungen begünstigen die Diffusion von Produkten der elektrochemischen Reaktion in den
Elektrolyt oder die Diffusion des aktiven Materials, wobei der Austausch elektrischer Ladungen beim
Kontakt der Teilchen mit dem Kollektor oder beim Kontakt der Teilchen miteinander erfolgen kann.
Auf diese Weise vermeidet man die Polarisation der Teilrt-in unter Sicherstellung einer hohen Stromsträke
infolge der Konzentrierung der Teilchen in der von dem Elektrolyt mitgeführten Schicht 20.
Der Winkel <x beträgt weniger f's 90° und
vorzugsweise höchstens 45° und noch besser höchstens 30° und ist z. B. etwa Null.
Tatsächlich wird bei zu hohen Werten des Winkels λ
die Anzahl der Kontakte der Teilchen mit dem Kollektor ungenügend, was die Leistung des galvanischen
Elements herabsetzt.
Der Divergenzwinkel γ erleichtert die Bildung der
ι/,, - Dichte der Teilchen 14:
ti, = Dichte des lleklrolvls 13:
ti, = Dichte des lleklrolvls 13:
Sedimentationsschicht 20 in Nähe des Eintrittsendes 16 des Raums 1. Die Konvergenzwinkel β und γ'
erleichtern die Mitführung dieser Schicht durch den Raum 1. Wenn man die Bildung der Sedimentationsj
schicht 20 in Nähe des Eintrittsendes 16 des Raums 1 ohne Divergenzwinkcl γ erzielen kann, mag es
zweckmäßig sein, die Seitenflächen 18 und 19 auf dem größten Teil oder über den gesamten Raum 1
konvergieren zu lassen.
in Der Winkel β beträgt vorzugsweise höchstens 10"
und zweckmäßig höchstens Γ. Die Winkel γ und γ'
betragen vorzugsweise höchstens 20° und zweckmäßig höchstens 15°.
Die anderen für die Ausbildung der Sedimentationsschicht bestimmenden Größen sind die folgenden:
/) -- mittlerer Durchmesser der Teilehen 14 in dem Lleklrolvl 13:
mittlere StronuinysgeschwiiHliykeil in dem Raum. d. h. this Verhältnis (iesamtvoluniendurchsat/ der
Teilchen 14 und des Hlektrolyts 13 mittlerer Ouerschnill der Strümunusbahn
wobei dieser mittlere Querschnitt senkrecht zur mittleren Strömlingsrichtung /1 und an einem Punkt M
gemessen wird, der etwa im Mittelpunkt des Raums I liegt:
die Viskosität des Elektrolyts 13:
der die Unterseite 11 von der Oberseite 12 des Raums 1 trennende mittlere Abstand:
die mittlere Länge des Raums I;
die mittlere Breite des Raums 1. c. L und / werden etwa im Punkt M gemessen und die
Messung erfolgt senkrecht zur Unterseite 11 für c, parallel zur mittleren Strömungsrichtung Fl
für L senkrecht zu dieser Richtung für I:
dieReynoldszahl =2-ή^:
-j = Verhältnis zwischen dem Gesamtvolumen rder
Teilchen 14 in dem Raum 1 und dem Gesamtvolumen V des Elektrolyts 13 in dem Raum I in einem gegebenen Moment.
Vorzugsweise, d. beträgt mindestens 2.5: d· ist
höchstens 1.6: D beträgt mindestens 30 Mikron: u liegt
zwischen 5 m Minute und 60 m/Minute: e ist höchstens
1 cm: das Verhältnis - beträgt mindestens 10: L liegt
zwischen 10 cm und 1 m. wobei L im gleichen Sinne
variiert wie das Verhältnis
ι- it" ,·'
a. b. c. d 2/sind positive Exponenten: R ist höchstens
4000;-J7 ist höchstens gleich 030; μ ist höchstens 0,01
Pa-s.
Zweckmäßig, d> ist mindestens 4: d\ ist höchstens 1,4;
D ist mindestens 40 Mikronmeter; u beträgt zwischen 10 m/Minute und 30 m/Minute: e liegt zwischen 1 mm
und 5 mm;-ist mindestens 20; L liegt zwischen 20 cm und 60 cm; R ist höchstens 3000;-J7 ist höchstens 0,15: μ
ist höchstens 0,005 Pa - s.
Um eine Anhäufung der Teilchen auf einer Seite des Raums 1 zu vermeiden, vermeidet man eine Schrägneigung
dieses Raums gegenüber der Horizontalen von mehr als 20°: in dem in Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist dipse Neigung Null.
Zur Erleichterung der Strömung des Elektrolyts und der Teilchen verleiht man zweckmäßig einer oder
mehreren der Flächen 11,12, 18,19 eine konkave Form,
z. B. eine halbzylindrische oder halbkegelstumpfförmige im Falle der Seitenflächen 18 und 19, wobei die konkave
Krümmung gegen den Elektrolyt 13 in dem Raum 1 gerichtet ist. Die Fig. 3 zeigt einen Raum 3 mit einer
solchen Anordnung. Der Raum 3 besteht aus einer Unterseite 31 und einer Oberseite 32, die beide z. B. im
wesentlichen eben und horizontal und die eine über der anderen angeordnet sind und die Form von gleichen
Rechtecken besitzen. Die Fläche 31 besteht aus der in an sich bekannter Weise an eine elektrische Klemme 3111
angeschlossenen Oberseite eines Elektronenkollektors 311. Die Flächen 31 und 32 sind auf zwei Seiten durch
zwei konkave Seitenflächen 33 und 34 mit der Form von Umdrehungshalbzylindern verbunden, wobei die konkaver
Krümmungen gegen den Elektrolyt (nicht dargestellt) in dem Raum 3 gerichtet sind. Das Eintrittsende
35 und das Austrittsende 36 des Raums 3 sind jeweils an eine Zuführungs- bzw. Abführungsvorrichtung (nicht
dargestellt) angeschlossen, welche die Einführung eines festen Teilchens mit einer größeren Dichte als diejenige
des Elektrolyts enthaltenden Elektrolyts in den Raum 3 und seine Abführung gestatten. Der Elektrolyt strömt in
dem Raum 3 vom Eintrittsende 35 zu dem Austrittsende
36 in im wesentlichen nichtturbulenter Strömung mit einer durch den Pfeil F3 angezeigten mittleren
Strömungsrichtung parallel zur Ebene P, welche die Symmetrieebene des Raums 3 darstellt. Diese senkrecht
zu der Unterseite 31 verlaufende Ebene P ist auf dieser
Seite durch die Schnittlinie P3 der beiden Ebenen dargestellt. Die (nicht dargestellten) Teilchen bilden
eine von dem Elektrolyt in analoger Weise wie die vorstehend beschriebene Schicht 20 mitgenommene
Sedimentationsschicht. Die konkaven Seitenflächen 33
und 34 erleichtern das Strömen der Sedimentationsschicht, indem sie ein Stocken auf den Seitenteilen des
Raums 3 und infolgedessen die Festsetzung und Anhäufung der Teilchen sowie deren Polarisierung
verhindern.
Beispielsweise kann man die konkaven Flächen 33 und 34 aus ninem starren und isolierenden Material,
insbesondere einem Kunststoff, herstellen. Auch kann man zur weiteren Erhöhung der Elektronenaustauschvorgänge
diese Flächen zum Teil oder gänzlich aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. aus dem
gleichen Material wie die Oberfläche des Kollektors 311, herstellen; wesentlich ist, daß zwischen dem
Kollektor 311 und dem dem Raum 3 elektrochemisch zugeordneten (nicht dargestellten) Raum kein elektrischer
Kontakt besteht. Andererseits können die gleich dargestellten Flächen der Oberseite 31 bzw. 32 auch
verschieden sein.
Der Raum 3 dient z. B. als Anodenraum, in welchem die elektrochemische Oxidation eines die in diesem
Raum zirkulierenden Teilchen ganz oder zum Teil bildenden aktiven Metalls stattfindet; diese Teilchen
sind insbesondere Zinkteilchen in einem alkalischen Elektrolyt. Die auf der Seite des Elektrolyts angeordnete
Oberfläche des Anodenkollektors, die elektrisch leitend und für den Elektrolyt und die Teilchen
undurchlässig ist, kann beispielsweise ganz oder zum Teil aus einem Metallmaterial bestehen, das sich unter
den Betriebsbedingungen des Raums 3 im p?ssivierten Zustand befindet, wie dies in der deutschen Offenlegungsschrift
26 32 152 beschrieben ist.
Der Ausdruck »passivierter Zustand« besagt, daß das Metallmaterial der Kollektoroberfläche mit einer
Schicht bedeckt ist, die eine oder mehrere mineralische Verbindungen mindestens eines der dieses Metallmaterial
bildenden Metalle ist.
Diese passivierende Schicht, die sich z. B. beim Kontakt des Kollektors mit der atmosphärischen Luft
oder dem Elektrolyt bildet, verhindert den direkten Kontakt der Anodenteilchen mit dem Metallmaterial
der Kollektoroberfläche. Die Metalle, welche einen passivierten Zustand der Kollektoroberfläche ergeben
können, sind insbesondere Magnesium. Scandium, Yttrium, Lanthan, Titan, Zirkon, Hafnium, Niob, Tantal
und Chrom oder bestimmte Legierungen zwischen diesen Metallen oder mit anderen Metallen.
Die Verwendung eines passivierten Metallmaterials für die Oberfläche des Kollektors besitzt den Vorteil, ein
Ansetzen und eine Agglomerierung der Teilchen auf der Kollektoroberfläche zu verhindern, wobei dieses Ansetzen
und diese Agglomerierung evtl. beim Kontakt mit nichtpassiviertem Metallmaterial auftritt. Es liegt
indessen auf der Hand, daß die mit dem Elektrolyt und den Teilchen in Kontakt befindliche Kollektoroberfläche
aus Metallmaterial hergestellt werden kann, das sich unter den Betriebsbedingungen des galvanischen
Elements nicht im passivierten Zustand befindet, z. B.
aus Kupfer.
Die Oberseite 32 des Raums 3 besteht aus der Unterseite eines (nicht dargestellten) Katodenraums mit
einer Katode, deren aktives Material in diese Katode einwandernder Sauerstoff ist und die beispielsweise in
an sich bekannter Weise im wesentlichen aus Kohle, Silber, Polytetrafluoräthylen oder Nickel besteht Sie ist
auf ihrer dem Elektrolyt zugewandten Seite durch einen dün.ien, hydrophilen, Elektronen nicht leitenden, für den
Elektrolyt durchlässigen und für die Zinkteilchen undurchlässigen Separator bedeckt, wobei die Unterseite
des Separators die Oberseite 32 darstellt.
Fig.4 zeigt schematisch ein galvanisches Zink-Luft-Element
mit beispielsweise dem vorstehend beschriebenen Anodenraum 3, einem Katodenraum 40 mit der
ι vorstehend beschriebenen Luft- und/oder Sauerstoffdiffusionskatode
400. Diese Katode 400 ist in bekannter Weise an eine positive Klemme 403 angeschlossen,
während die Pfeile F 401 und F 402 die Gaszuführung bzw. -abführung in diesen Katodenraum oder aus
in diesem Raum heraus symbolisieren; der Separator 404
besitzt die vorstehend beschriebenen Eigenschaften und Anordnungen. Die Zuführiings- und Abführungsanordnung
für den Zinkteilchen enthaltenden Elektrolyt sind schematisch durch die Pfeile 41 und 42 angezeigt.
η Außerhalb des Raums 3 ermöglicht ein zwischen der
Abführungsvorrichtung 42 und der Zuführungsvorrich tung 41 mit einer Pumpe 44 in Reihe geschalteter
Vorratsbehälter 43 fur Elektrolyt und Zinkteiichen die Kreislaufführung des Zinkteilchen enthaltenden Elek-
.'(i trolyts in dem Raum 3.
Die nicht beschränkenden Verfahrensbedingungen sind z. B. die folgenden:
Elektrolyt: 4 bis 12 normale Kalilauge (4 bis 12 Mol
.'"> Kaliumhydroxid pro Liter);
mittlere Abmessung der in den Elektrolyt eingeführten Zinkteilchen: lObis 20 Mikrometer.
Gewichtsprozent Zink in dem Elektrolyt: 20 bis JO Gew.-%, bezogen auf den Elektrolyt, d. h. ein
"' vorstehend definiertes Verhältnis ^- zwischen etwa
0,04 und 0,06; dieser Prozentgehalt wird mittels einer (nicht dargestellten), beispielsweise in den
Vorratsbehälter 43 einmündenden Speisevorrich-
n tung praktisch konstant gehalten;
mittlere Strömungsgeschwindigkeit in dem Anodenraum: 10 m/Minute bis 30 m/Minute;
der die Unterseite 31 von der Oberseile 32 trennende Abstand ei, der senkrecht zur Unterseite
κι 31 gemessen wurde, beträgt zwischen .' und 5 mm,
z. B. etwa 2 mm;
die Länge Li des Raums beträgt zwischen 20 und
60 cm;
die Breite /j des Raums beträgt zwischen 5 und
die Breite /j des Raums beträgt zwischen 5 und
■'' 15 cm, das Verhältnis — ist mindestens 20;
Li wird parallel zur mittlerer. Strömungsrichtung Fj
gemessen, und /j ist der größte Abstand zwischen den Seitenwänden 33 und 34.
Die Sedimentation wird trotz der Feinheit der eingesetzten Zinkteilchen erzielt, weil diese feinen
Teilchen sich infolge des basischen Elektrolyts untereinander unter Bildung gröberer Teilchen vereinigen,
-,-, deren mittlerer Durchmesser in der Regel größer oder gleich 50 Mikron ist; dieses Phänomen tritt allgemein
unabhängig vom Ursprung der eingesetzten Teilchen auf. Während des Versuchs wird die Konzentration an in
Form von Kaliumzinkat in dem Elektrolyt gelöstem
bo oxidiertem Zink unter einem vorherbestimmten Wert gehalten, der z.B. etwa 120g/Liter für 6 normale
Kalilauge beträgt, so daß die Zinkteilchen nicht infolge einer Anhäufung von Reaktionsprodukten auf ihrer
Oberfläche oder in Nähe ihrer Oberfläche inaktiv
b5 werden. Dieses Ergebnis kann erzielt werden entweder
indem man den zinkathaltigen Elektrolyt durch eine frische zinkatfreie Kalilauge ersetzt, wenn die Konzentration
an gelöstem Zink zu hoch wird, oder indem man
kontinuierlich den zinkathaltigen Elektrolyt in einer nicht dargestellten Einrichtung regeneriert.
Auf diese Weise kann kontinuierlich eine Leistung von etwa 50 Watt für eine Stromdichte von etwa
15OmA pro cm2 der Fläche 32 der Luftelektrode
erzielen.
Es mag zweckmäßig sein, in den erfindungsgemäßen Räumen eine Unterseite vorzusehen, die mindestens auf
einem Teil ihrer Oberfläche auf einer sogenannten Grundfläche angeordnete Reliefelemente besitzt; die
gegebenenfalls wenigstens zum Teil unkörperliche Grundfläche kann z. B. eben sein. Wenn die Unterseite
des Raun<s k°ine solchen Reliefelemente enthält, bildet
natürlich die Grundfläche gleichzeitig die tatsächliche Oberfläche.
Diese Reliefelemente sollen so beschaffen sein, daß
die Sedimentationsschicht aus den Teilchen bewahrt wird und in Nahe der Unterseite eine schwache
Durchwirbelung dieser Sedimentationsschicht auf ihrem Weg entlang der unebenen Unterseite hervorgerufen
wird, ohne daß jedoch eine Bewegung der Teilchen erfolgt, die zu einer etwa homogenen Verteilung
derselben in der gesamten Masse des Elektrolyts führen würde. Mindestens ein Teil und vorzugsweise alle diese
Reliefelemente bestehen aus mindestens einem Teil der auf der Seite des Elektrolyts befindlichen Kollektoroberfläche.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansi :ht in einer im wesentlichen
vertikalen und parallel zu der durch ein Pfeil F5 angezeigten mittleren Strömungsrichtung verlaufenden
Ebene einen Teil 5 einer erfindungsgemäßen Unterseite mit gekrümmten, auf einer Basisfläche X 5 angeordneten
Reliefelementen 51. jede Normale N-, auf die Basisfläche X 5, wobei diese Normale auf den Elektrolyt
zu gerichtet ist, bildet mit der aufsteigenden Vertikale Z den Winkel ix, der unter 90° beträgt, vorzugsweise
höchstens 45°, und zweckmäßig höchstens 30° beträgt, z. B. etwa Null ist. χ bedeutet den Abstand zwischen den
Scheitelpunkten 511 von zwei benachbarten Reliefelementen, y ist der den Boden 521 der zwischen diesen
beiden Reliefelementen befindlichen Vertiefung auf der Oberfläche Xs und den oberhalb dem Teil 5 der
Unterseite befindlichen Teil 50 der Oberseite trennende Abstand, zist der irgendeinen der beiden Scheitelpunkte
511 von dem Teil 50 der Oberfläche trennende Abstand, wobei y und ζ senkrecht zur Basisoberfläche Xj
gemessen sind. Kj ist die auf den Elektrolyt im Teil 5 an
irgendeinem Punkt 53 dieses Teils zu gerichtete Normale. <5 ist der Winkel, den diese Normale Y--, mit
einer Normalen /Vj zur Basisoberfläche Xj bildet, wobei
diese Normale auf den Elektrolyt zu gerichtet ist und durch den Punkt 53 verläuft. Vorzugsweise beträgt das
Verhältnis ^zwischen 1, 2 und 3, das Verhältnis -^- liegt
zwischen 1 und 5 und der Winkel δ beträgt weniger als
90°. Vorzugsweise wählt man den Winkel ö zu höchstens 45°. Die Reliefelemente 51 können sehr
unterschiedliche Formen besitzen, z. B. die Formen von Kegelstümpfen. Die Reliefelemente 51 brauchen keine
gekrümmten Formen aufzuweisen. Sie können auch aus Ebenen, z. B. Prismen oder Pyramiden bildenden
Flächen bestehen.
F i g. 6 ist eine Schnittansicht entlang einer Vertikalebene parallel zu der durch den Pfeil 6 angezeigten
mittleren Strömungsrichtung eines Teils 61 der Reliefelemente 611 aufweisenden Unterseite, wobei diese
Reliefelemente aus in Form von Sägezähnen angeordneten ebenen Flächen 6111 bestehen, die sich auf einer
ebenen Basisfläche Xb befinden. Wenn die ebenen Flächen 6111 Pyramiden bilden, gelten die vorstehend
für die Reliefelemente als bevorzugt und günstig angegebenen Werte noch. Andererseits
< iirpfiehlt es sich für den Fall, daß die Elemente 631 Pyramiden sind,
daß die in F i g. 6 dargestellten Linien 6111, d. h. die in einer Ebene parallel zur mittleren Strömungsrichtung
befindlichen, Kanten sind, d. h. Verbindungslinien von aneinander anstoßenden Pyramidenflächen, so daß das
Strömen des Elektrolyts und der Teilchen erleichtert wird.
Das Versehen einer Unterseite eines Katoden- und/oder Anodenraums eines galvanischen Elements
mit Reliefelementen gemäß der Erfindung ergibt die folgenden zusätzlichen Vorteile:
— die Anwesenheit dieser Reliefelemente erlaubt bei
einem gleichen, die Basisfiache von der Oberseite trennenden Absland, d. h. für einen gleichen
Abstand e, eine Annäherung der effektiven Oberfläche der Unterseite an die Oberfläche der
Oberseite, wodurch der innere Widerstand des galvanischen Elements verringert wird;
— die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Unterseite und den Teilchen bei gleichen Abmessungen
des Raums ermöglicht eine Zunahme der Anzahl von Kontakten zwischen den Teilchen und
der Kollektoroberfläche. Man kann somit die Konzentration der Teilchen in dem Elektrolyt bei
gleicher elektrischer Leistung des erfindungsgemäßen galvanischen Elements verringern;
— die mäßige Durchwirbelung der Sedimentationsschicht begünstigt die Diffusion der Reaktionsprodukte
in das Innere des Elektrolyts oder die Diffusion des aktiven Materials, wodurch die
Polarisierung der Teilchen noch weiter verringert wird.
Beispielsweise ermöglicht so der Ersatz der ebenen Oberfläche 31 des Kollektors in dem Raum 3 durch eine
erfindungsgemäße Oberfläche mit Reliefelementen die Beibehaltung der Leistung des galvanischen E! .mems 4
bei einer Beschränkung der Konzentration der Zinkteilchen in dem Elektrolyt auf 10 Gew.-°/o, während die
übrigen Betriebsbedingungen unverändert bleiben. Eine solche Herabsetzung der Konzentration der Teilchen
erleichtert das Strömen Jes Elektrolyts und der Teilchen in dem galvanischen Element und verringert in
günstiger Weise die zur Erzielung dieser Zirkulation erforderliche Leistung.
Wenn die Unterseite eines erfindungsgemäßen Raums auf einer Basisfiache angeordnete Reüefelemente
trägt, bleiben die vorstehend für eine keine solchen Elemente tragende Unterseite angegebenen bevorzugten
Relationen unter der Bedingung bestehen, daß der Abstand eund der Konvergenzwinkel ß, wie vorstehend
definiert, ausgehend von dieser Basisfiache gemessen
werden. Die Katode des Raums 40 wurde als Gasdiffusionselektrode beschrieben. Natürlich könnten
auch andere Elektrodenarten diesem Raum zugeordnet werden, ohne daß deshalb das Prinzip geändert zu
werden braucht; beispielsweise kann eine Metalloxidelektrode, insbesondere eine Silberoxidelektrode, für
den Fall verwendet werden, daß die in dem Raum 3 verwendeten Teilchen ganz oder zum Teil aus Zink
bestehen.
Die Unterseiten von vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Räumen sind für den Elektrolyt und
die Teilchen undurchlässig. Bei einer arideren Ausführungsform können indessen die Unterseiten für den
Elektrolyt durchlässig sein, z. B. können sie aus Gittern oder durchlochten Platten bestehen. Fig.7 zeigt eine
Schnittansicht in der durch den Pfeil Fl angezeigten mittleren Strömungsrichtung eines galvanischen Elements
70 mit einem erfindungsgemäßen Raum 7, dessen Kollektor 71 aus einem Metallgitter besteht, das partiell
in einen hydrophilen Separator 72 eingebettet ist, der elektrisch nichtleitend, für den Elektrolyt 73 durchlässig
• und für die festen Teilchen 74 des Raums 7 undurchlässig ist Die Oberflächen des Separators 72
und des Gitters 71, die sich mit dem Elektrolyt in Kontakt befinden, stellen somit die Unterseite 77 des
Raums 7 dar.
Die Teile 712 des Gitters 71, die sich mit dem Elektrolyt 73 und den Teilchen 74 des Raums 7 in
Kontakt befinden, bilden so den vorstehend beschriebenen Reliefeiementen analoge Elemente. Die Oberseite
722 ue^ Separators 72 spielt dann die Roiie der
Basisfläche.
Die Freiräume 711 des Gitters 71 ermöglichen eine Wanderung des Elektrolyts durch den Separator 72
zwischen dem Raum 7 und einem anderen Raum 8, der eine an die dem Raum 7 abgewandte Fläche 721 des
Separators 72 angrenzende Elektrode 80 enthält. Dadurch entsteht eine lonenverbindung zwischen den
Käumen 7 und 8. Die in den Freiräumen 711 befindlichen
Teilchen 74 können nicht in den Separator 72 eindringen und somit können sie auch nicht Kurzschlüsse mit dem
Raum 8 verursachen.
Um Kurzschlüsse zu vermeiden, wird das Gitter 71 vorzugsweise völlig in den Separator 72 auf der Seite
des Raums 8 eingebettet.
Der Raum 7 kann andererseits, wie vorstehend beschrieben, mit einem anderen Raum 9 in Ionenverbindung
stehen, welcher eine Elektrode 90 enthält, die z. B.
auf die Oberseite eines porösen Separators, der dem vorstehend beschriebenen Separator 404 entspricht,
aufgebracht ist: die Unterseite dieses Separators 91 stellt dann die Oberseite 75 des Raums 7 dar. Wenn die
Separatoren 91 und 72 die gleiche lonenleitfähigkeit besitzen und wenn die Elektroden 80 und 90 vom
gleichen Typ sind und identische aktive Oberflächen besitzen, stellt man fest, daß man etwa die doppelte
Leistung erzielt, wie man sie mit einer einzigen dieser Elektroden erhalten würde. Dieses Ergebnis wird durch
das folgende Beispiel veranschaulicht: Die Zelle 70 ist eine Metall-Luft-Zelle, die Teilchen 74 sind Zinkteilchen
in einem alkalischen Elektrolyt, die Betriebsbedingungen sind analog den vorstehend beschriebenen, nämlich:
4 bis 12 normale Kalilauge als Elektrolyt, mittlere Abmessung der in den Elektrolvt eingeführten Zinkteilchen
10 bis 20 Mikron, Gewichtsprozent Zink in den Elektrolyt 20 bis 30%, bezogen auf den Elektrolyt
Zirkulationsgeschwindigkeit 10 m/Minute bis 30 m/Mi
nute, die Elektroden 80 und 90 sind Luft- odei Sauerstoffdiffusionselektroden mit gleicher Zusammen
Setzung und Abmessungen (Luft- oder Sauerstoffzirku
!ation nicht dargestellt). Man stellt dann fest, daß die
unter Verwendung der beiden Katoden 80 und 9( erzielte Leistung etwa das Doppelte der Leistung
ίο beträgt, die man bei Verwendung einer einzigen diesel
beiden Katoden 80 oder 90 erzielt, wenn alle übriger
Betriebsbedingungen gleich sind, d. h, daß der Betriel dieser beiden Katoden symmetrisch ist.
Dieses Ergebnis ist überraschend, da nämlich die Konzentration der Teilchen in der an die Unterseite Ti
angrenzenden Sedimentationsschicht erwarten ließe daß die untere Katode 80 zur Leistung der Zelle mehl
beitragen würde als die obere Katode 90, wenn mar bedenkt, daß der Abstand zwischen den oberer
:ίρ Scheitelpunkten 7iö des Gitters 7i und der Katode Si
mehr als lOmal größer ist als die Dicke des Separator;
72 in dem gewählten Beispiel (dieses Verhältnis ist in dei
schematischen Darstellung von F i g. 7 der Einfachheii
halber nicht gewahrt): diese strukturelle Asymmetrie läßt vielmehr einen asymmetrischen Betrieb erwarten
Das erhaltene Ergebnis erklärt sich vielleicht dadurch daß die lonenaustauschvorgänge zwischen dem Raum ί
und der oberen Katode 90 zu einem guten Teil zwischcr dem Scheitel der Sedimenta'.ionsschicht und diesel
Jd Katode erfolgen. Dieses Ergebnis bleibt das gleiche
wenn man das Gitter 71 durch eine durchlochtc Metaliplatte ohne Reliefelemente ersetzt. Die Struktui
der Zelle 70 ermöglicht somit die Herstellung vor kompakten galvanischen Zellen mit hoher Leistung.
j". Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehenc
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt: viel mehr lassen sich aus diesen andere Möglichkeiten unc
Ausführungsformen ableiten, ohne daß dadurch dei Rahmen der Erfindung verlassen wird.
an So umfaßt die Erfindung z. B. Zellen mit jeweil;
mehreren erfindungsgemäßen Räumen, sowie erfin dungsgemäße Räume mit jeweils mehreren Kollekto
ren, ebenso wie galvanische Elemente, deren Vorrich tungen zur Kreislaufführung des Elektrolyts und dei
j-> Teilchen Vorrichtungen zur Behandlung des Elektrolyt:
und/oder der Teilchen umfassen, insbesondere Vorrich
tungen zur elektrolytischen oder chemischen Regene rierung des Elektrolyts. Natürlich ist die Anwendung de
Erfindung auch unabhängig von der Anordnung de
■χι Zellen, d. h.. ob diese in Reihe oder parallel geschalte
sind, wenn das galvanische Element mehrere erfin dungsgemäße Zellen besitzt.
Hier/u 2 Blatt Zvicliiuinccii
Claims (26)
1. Verfahren zur Stromerzeugung in einem galvanischen Element mit mindestens einem einen
flüssigen Elektrolyt enthaltenden Raum, wobei dieser Raum eine Unterseite besitzt, die mindestens ί
zum Teil aus der ganzen oder mindestens einem Teil der dem Elektrolyt zugekehrten Oberfläche mindestens
eines Elektronenkollektors besteht, und wobei man durch den Raum den Elektrolyt strömen
läßt, der feste, mindestens partiell aktive und/oder
feste, mindestens ein aktives Material tragende Teilchen enthält, deren Dichte größer ist als
diejenige des Elektrolyts, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung so erfolgt, daß die
Teilchen eine an die Unterseite des Raums r> angrenzende und von dem Elektrolyt mitgeführte
Sedimentationsschicht bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Geschwindigkeit u der
Strömung in dem Raum zwischen 5 m/Min, und i<>
60 m/Min, beträgt, und daß die der Strömung entsprechende Reynolds-Zahl R höchstens 4000
beträgt
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Geschwindigkeit u r>
zwischen 10 m/Min, und 30 m/Min, und die Reynolds-Zahl
R höchstens 3000 beträgt.
4. Galvanisches Element zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1—3 mit mindestens
einep· mit einer Eintrittsöffnung und einer hi
Austrittsöffnung für einen flüssigen Elektrolyt versehenen Raum, dessen Unterseite mindestens
zum Teil aus der ganzen oder einem Teil der Oberfläche mindestens eines auf der Seite des
strömenden Elektrolyts angeordneten Elektronen- r>
kollektors besteht und der Elektrolyt feste, mindestens partielle aktive und/oder feste, mindestens ein
aktives Material tragende Teilchen enthält, deren Dichte größer ist als diejenige des Elektrolyts,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Normale (Ni, Nj w
zur Basisfläche (11,31, XS, X6, 722) des Raums mit
der aufsteigenden Vertikalen (Z) einen Winkel α unter 90° bildet, wobei diese Normale auf den
Elektrolyt (13, 73) zu gerichtet ist, und daß die Teilchen (14, 74) in dem Raum (1,3, 7) in Form einer v,
an die Unterseite (11,31,5,61,77) angrenzenden und
von dem Elektrolyt mitgeführten Sedimentationsschicht (20) vorliegen.
5. Galvanisches Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel « hoch- ->
<> stens45° beträgt.
6. Galvanisches Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel « höchstens
30° beträgt.
7. Galvanisches Element nach Anspruch 6, -,-> dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel <x etwa
Null ist.
8. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberseite (12, 32) und die Unterseite (11, 31) des mi
Raums (1,3) eben sind.
9. Galvanisches Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (32) und
die Unterseite (31) parallel verlaufen.
10. Galvanisches Element nach einem dtr μ
Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (32) und die Unterseite (31) etwa die Form
von gleichen Rechtecken besitzen.
11. Galvanisches Element nach einem der
Ansprüche 4 bis 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite und die Basisfläche zwischen sich
einen in der mittleren Strömungsrichtung konvergierenden Winkel β bilden, der höchstens 10°
beträgt.
12. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Seitenflächen (18,19) eben sind.
13. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Seitenflächen (33, 34) konkav sind und daß ihre konkaven Wölbungen auf den Elektrolyt in dem
Raum zu gerichtet sind.
14. Galvanisches Element nach den Ansprüchen 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen
(33,34) Umdrehungs-Halbzylinder sind.
15. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Raum (3,7) eine konstante Breite besitzt.
16. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Seitenflächen (18, 19) miteinander in Nähe des Eintrittsendes (16) des Raums einen in der mittleren
Strömungsrichtung divergierenden Winkel γ bilden, der höchstens 20° beträgt.
17. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 14 und 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenflächen (18, 19) miteinander mindestens über einen Teil des Raums einen in der
mittleren Strömungsrichtung konvergierenden Winkel / bilden, der höchstens 20° beträgt.
18. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der
Raum (1, 3, 7) eine parallel zur mittleren Strömungsrichtung und senkrecht zur Basisfläche
(11, 31, XS, X6, 722) verlaufende Symmetrieebene
besitzt.
19. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch g,;Kennzeichnet, daß die
Seitenflächen (18,19,33,34) mindestens zum Teil aus
einem Teil der Oberfläche des auf der Seite des Elektrolyts angeordneten Elektronenkollektors (15,
311,71) bestehen.
20. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
Unterseite (5,61,77) auf mindestens einem Teil ihrer
Oberfläche über der Basisfläche (X 5, X6, 722)
angeordnete Reliefelemente (Sl, 611,712) trägt, von
denen jedes einen Scheitelpunkt (511, 710) an seiner der Basisfläche (X5, X6, 722) am weitestesten
entfernten Stelle besitzt, und wobei zwei benachbarte Reliefelemente eine Vertiefung bilden, deren
Boden (521) sich auf der Basisfläche befindet.
21. Galvanisches Element nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn χ der Abstand
zwischen den Scheitelpunkten (511, 710) von zwei
benachbarten Reliefelementen (51, 611, 712), y der den Boden (521) der sich zwischen diesen beiden
Elementen befindenden Vertiefung und die Oberseite (50, 75) trennende Abstand, ζ der irgendeinen
dieser Scheitelpunkte von der Oberseite trennende Abstand ist, und wenn y und ζ senkrecht zur
Basisfläche gemessen werden, das Verhältnis y/z
zwischen 1,2 und 3 und das Verhältnis——zwischen
y-z
1 und 5 beträgt.
1 und 5 beträgt.
22. Galvanisches Element nach einem der
Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß,
wenn 6 der Winkel an irgendeinem Punkt des Teils der Oberfläche der Unterseite zwischen der auf den
Elektrolyt zu gerichteten Normale (Y5) und Her durch diesen Punkt verlaufenden Normale (N5) auf ι
die Basisfläche ist, dieser Winkel ό höchstens 45"
beträgt
23. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Unterseite (11, 31, 5, 61) des Raums für den κι Elektrolyt und die Teilchen undurchlässig ist.
24. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Unterseite (5, 61, 77) für den Elektrolyt durchlässig und für die Teilchen undurchlässig ist ι ί
25. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß,
wenn do die Dichte der Teilchen, d\ die Dichte des Elektrolyts, D der mittlere Durchmesser der
Teilchen in dem Elektrolyt, eder die Basisfiäche und ;-ü
die Oberseite trennende mittlere Abs.and, L die mittlere Länge und /die mittlere Breite des Raums,
ydas Verhältnis zwischen dem Volumen ν sämtlicher
Teilchen und dem Volumen Vdes Elektrolyts in r> dem Raum, μ die Viskosität des Elektrolyts ist, da
mindestens 2,3, d\ höchstens 1,6, D mindestens 30 Mikrometer, e höchstens 1 cm, das Verhältnis
- mindestens 10, L zwischen 10 cm und I m, das
Verhältnis y höchstens OJO und μ höchstens 0,01
Pa · s betrügt.
26. Galvanisches Element nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß do mindestens 4, d,
höchstens 1,4, O mindestens 40 Mikrometer, e ''
zwischen I mm und 5 mm, - mindestens 20, L
zwischpn 20 cm und 60 cm, ^- höchstens 0,15 und μ
höchstens 0,005 Pa · s beträgt. tu
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