DE30294C - Conversion of light into electricity - Google Patents
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Description
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KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
KLASSE 21: Elektrische Apparate.CLASS 21: Electrical apparatus.
GEORG STEINLE in WIESBADEN. Umsetzung von Licht in Elektricität. GEORG STEINLE in WIESBADEN. Conversion of light into electricity.
Patentirt im Deutschen Reiche vom 24. Mai 1884 ab.Patented in the German Empire on May 24, 1884.
Die Umsetzung von Licht in Elektricität beruht auf der Thatsache, dafs gewisse Silbersalze belichtet chemische Aenderungen erleiden. Vorliegende Erfindung benutzt diese chemische Wirkung des Lichtes (Sonnenlicht oder diffuses Tageslicht), um durch Vermittelung geeigneter galvanischer Elemente Elektricität hervorzubringen. Bei diesen Elementen wird durch die chemische Einwirkung von Säuren und Chlor, Brom oder Jod auf Silber Elektricität entwickelt, während durch die chemische Einwirkung des Lichtes die hierbei entstandenen Silbersalze wieder reducirt, d. h. in ihre ursprünglichen Bestandtheile zurückgeführt werden. Es findet somit in dem ganzen Entwickelungsprocefs ein steter Kreislauf statt: das Licht zerlegt die Silbersalze und die Säuren bilden dieselben sofort wieder, indem sie hierbei Elektricität entwickeln, so dafs jede Erneuerung der vorhandenen Stoffe überflüssig wird.The conversion of light into electricity depends on the fact that certain silver salts exposed to chemical changes. The present invention makes use of this chemical Effect of light (sunlight or diffuse daylight) in order by conveying more suitable galvanic elements to produce electricity. For these elements, the Chemical action of acids and chlorine, bromine or iodine on silver electricity develops, while the chemical action of light reduces the resulting silver salts again, i. H. in their original Components are returned. It is found in the whole process of development a constant cycle takes place: the light breaks down the silver salts and the acids immediately form them again by doing so Develop electricity, so that any renewal of the existing substances is superfluous will.
Auf beiliegender Zeichnung sind zwei solcher galvanischer Elemente dargestellt, deren Construction und Wirkungsweise in nachfolgendem beschrieben werden soll.The accompanying drawing shows two such galvanic elements, their construction and mode of operation is to be described below.
Das in Fig. 1 dargestellte Element besteht aus einem Glasgefäfs, welches oberhalb durch die isolirende Hartgummimasse M gasdicht abgeschlossen ist'. In das Glasgefäfs ist die poröse Thonzelle T gesetzt und sowohl Glasgefäfs als auch Thonzelle mit verdünnter Salpetersäure angefüllt. In die Salpetersäure J' der Thonzelle taucht der feste Leiter H', aus einem stark kohlehaltigen Gufseisenprisma bestehend. In die Salpetersäure J des Glasgefäfses taucht der feste Leiter H, aus Retortenkohle bestehend. In der Salpetersäure J befindet sich aufserdem Chlorsilber bezw. Brom oder Jodsilber vertheilt. Durch die Glaswände des Gefäfses G hindurch kann somit eine directe Einwirkung des Lichtes auf diese Silbersalze stattfinden. Durch die Metallstäbe L stehen die beiden festen Leiter, Kohle und Gufseisen, in leitender Verbindung mit den Drähten D.The element shown in Fig. 1 consists of a glass vessel which is sealed gas-tight above by the insulating hard rubber mass M '. The porous clay cell T is placed in the glass vessel and both the glass vessel and the clay cell are filled with dilute nitric acid. The solid conductor H ', consisting of a cast iron prism with a high content of carbon, is immersed in the nitric acid J' of the clay cell. The solid conductor H, made of retort carbon, is immersed in the nitric acid J of the glass vessel. In the nitric acid J there is also silver chlorine respectively. Bromine or iodized silver. A direct action of light on these silver salts can thus take place through the glass walls of the vessel G. The two solid conductors, carbon and cast iron, are in conductive connection with wires D through the metal rods L.
Die Wirkungsweise dieses Elementes ist nun folgende:The mode of action of this element is as follows:
Durch die chemische Einwirkung des Lichtes auf das in der Salpetersäure vertheilt befindliche Silbersalz (nehmen wir beispielsweise Chlorsilber an) wird letzteres in Silber und Chlor zersetzt:By the chemical action of light on that which is distributed in the nitric acid Silver salt (let's assume chlorine silver, for example) becomes silver and the latter Chlorine decomposes:
1. iAffCl=iAg+iCl. 1. i AffCl = i Ag + i Cl.
Durch die Einwirkung der Salpetersäure auf das freigewordene Silber entsteht salpetersaures Silberoxyd, wobei gleichzeitig Elektricität entwickelt wird:The action of nitric acid on the released silver produces nitric acid Silver oxide, whereby electricity is developed at the same time:
2. $ Ag + 4HNO3= ^AgNO3 + 2H2 O 2. $ Ag + 4HNO 3 = ^ AgNO 3 + 2H 2 O
+ NO.+ NO.
Ein Theil des in Gleichung 1. freigewordenen Chlors wirkt jetzt wiederum auf das Silbernitrat und es entsteht Nitroxylchlorid:Part of that released in equation 1 Chlorine now acts in turn on the silver nitrate and nitroxyl chloride is formed:
3. Ag NO3 + 2 Cl = NO2 Cl + Ag Cl + O. Das Nitroxylchlorid giebt in Gegenwart von3. Ag NO 3 + 2 Cl = NO 2 Cl + Ag Cl + O. The nitroxyl chloride gives in the presence of
Wasser (H2 O, s. Gleichung 2.) und von Silbernitrat Salpetersäure- und Chlorsilber, und zwar:Water (H 2 O, see equation 2.) and of silver nitrate nitric acid and chlorine silver, namely:
Ag NO3 + NO2 Cl+H2 O 2HNO3 Ag NO 3 + NO 2 Cl + H 2 O 2 HNO 3
= (N2 O5 + H2 O) = (N 2 O 5 + H 2 O)
+ AgCl.+ AgCl.
aeerexempiaraeerexempiar
Das Stickoxyd (NO) aus Gleichung 2. oxy dirt sich mit dem freigewordenen Sauerstoff (O) aus Gleichung 3. zu Stickstoifperoxyd, nämlich [NO + 0 — 2VO2], welches sich mit dem dritten übrig gebliebenen Atom Chlor (siehe Gleichung 1. und 3) zu Nitroxylchlorid verbindet [ATO2 + Cl = TVO2 Cl]. The nitrogen oxide (NO) from equation 2. oxy dirt with the released oxygen (O) from equation 3. to nitrogen peroxide, namely [NO + 0 - 2VO 2 ], which is mixed with the third remaining atom of chlorine (see equation 1. and 3) joins to nitroxyl chloride [ATO 2 + Cl = TVO 2 Cl].
Wir erhalten nunmehr eine der Gleichung 4. identische Gleichung:We now get an equation identical to equation 4:
5. Ag NO3 + NO2 Cl + H2 O = Ag Cl + 2HNO3. 5. Ag NO 3 + NO 2 Cl + H 2 O = Ag Cl + 2HNO 3 .
Beim Beginn des Processes waren vorhanden:At the beginning of the process there were:
3 Ag Cl (Gleichung 1.) und 4 HNO3 (Gleichung 2.). Am Ende des Processes liefert Gleichung 3., 4. und 5. je 1 Ag Cl, also ebenfalls zusammen 3 Ag Cl und Gleichung 4. und 5. je 2 HNO3, also ebenfalls zusammen3 Ag Cl (equation 1.) and 4 HN O 3 (equation 2.). At the end of the process equations 3, 4 and 5 give 1 Ag Cl each, thus also together 3 Ag Cl and equations 4 and 5 each 2 HNO 3 , thus also together
4 AWO8.4 AWO 8 .
Wir erhalten somit thatsächlich dieselben Stoffmengen wie beim Beginn des Processes, so dafs auf die wieder neu entstandenen Silbersalze das Licht von neuem einwirken und sich der ganze Procefs unter fortwährender Elektricitätsentwickelung in stetem Kreislauf wiederholen kann.We thus actually get the same amount of substance as at the beginning of the process, so that the light acts anew on the newly formed silver salts and changes itself repeat the whole process in a steady cycle with the continuous development of electricity can.
Durch den gasdichten Abschlufs des Gefäfses kann kein Atom entweichen oder verdunsten oder durch andere äufsere Einflüsse verloren gehen.Due to the gas-tight closure of the vessel, no atom can escape or evaporate or get lost through other external influences.
Zu bemerken wäre hier noch: das Chlorsilber zersetzt sich belichtet allerdings nur in Silberchlorür und Chlor [2 Ag Cl = Ag2 Cl + Cl]; allein das Chlorür wird in Gegenwart von Silbernitrat (dem stärksten bekannten Erreger in der Photographic) und Salpetersäure wieder zersetzt, indem die Salpetersäure ein Atom Silber des Silberchlorürs auflöst.It should also be noted here: the silver chlorine decomposes when exposed to light, however, only in silver chlorine and chlorine [2 Ag Cl = Ag 2 Cl + Cl]; only the chlorine is decomposed again in the presence of silver nitrate (the strongest known pathogen in photographic) and nitric acid, in that the nitric acid dissolves one atom of silver in the silver chlorine.
Nicht nur Chlorsilber, sondern auch Brom- und Jodsilber eignen sich vorzüglich für diese Zwecke, letztere besonders wegen ihrer gröfseren Lichtempfindlichkeit.Not only chlorine silver, but also bromine and iodine silver are ideal for this Purposes, the latter especially because of their greater sensitivity to light.
Die beiden festen Leiter, Kohle und Gufseiseh, verhalten sich in chemischer Beziehung passiv, d. h. sie werden von der Säure nicht angegriffen und vermitteln nur den Schlufs des elektrischen Stromes.The two solid conductors, coal and cast iron, are chemically related passive, d. H. they are not attacked by the acid and only convey the conclusion of the electric current.
Das in Fig. 2 dargestellte Element besteht aus einem Glasgefäfs, welches durch die isolirende Hartgummimasse M ebenfalls gasdicht abgeschlossen ist. In das Glasgefäfs ist ein Cylinder S aus Silber eingesetzt, welcher ringsherum durch die Glaswände des Gefäfses hindurch der Einwirkung des Lichtes ausgesetzt ist. Um die sich beim Procefs entwickelnden Wasserstoff bläschen möglichst festzuhalten, wird der Silbercylinder S an seiner Innenfläche von der porösen Thonzelle T1 umgeben. In einer zweiten porösen Thonzelle O befindet sich der zweite feste Leiter, die Retortenkohle K. Die beiden festen Leiter S und K tauchen in verdünnte Salzsäure ein. Unter Umständen wird noch eine dritte glasirte Thonzelle Z vorgesehen, welche zur Aufnahme der sich beim Procefs entwickelnden Gase dient. Die Zwischenräume sind mit Wasser oder Säure angefüllt. Die Wirkungsweise dieses Elementes ist sehr einfach: das Silber wird durch die Salzsäure in Chlorsilber übergeführt, wobei sich Elektricität entwickelt. Das Chlorsilber wird in Gegenwart des dabei freigewordenen Wasserstoffes durch die Lichtwirkung wieder in Silber und Salzsäure ' reducirt. Der Procefs findet nach folgenden Gleichungen statt:The element shown in Fig. 2 consists of a glass vessel, which is also sealed gas-tight by the insulating hard rubber mass M. A cylinder S made of silver is inserted into the glass vessel and is exposed to the action of light all around through the glass walls of the vessel. In order to hold the hydrogen bubbles that develop during the process as firmly as possible, the inner surface of the silver cylinder S is surrounded by the porous clay cell T 1. In a second porous clay cell O is the second solid conductor, the retort carbon K. The two solid conductors S and K are immersed in dilute hydrochloric acid. Under certain circumstances a third glazed clay cell Z is provided, which serves to receive the gases which develop during the process. The gaps are filled with water or acid. The mode of action of this element is very simple: the silver is converted into chlorine silver by the hydrochloric acid, whereby electricity is developed. In the presence of the hydrogen released, the silver chlorine is reduced again to silver and hydrochloric acid by the action of light. The process takes place according to the following equations:
1. Ag + H Cl = Ag Cl + H. 1. Ag + H Cl = Ag Cl + H.
2. Ag Cl + H (belichtet) = Ag + H Cl.
Dieses Element verdient vor dem oben beschriebenen in gewisser Beziehung den Vorzug,
indem bei genügender Menge von Silber auch in Abwesenheit von Licht Elektricität entwickelt
werden kann. Das dabei entstandene Chlorsilber wird bei eintretendem Tageslicht in Gegenwart des in der glasirten Thonzelle
inzwischen aufgespeicherten Wasserstoffes leicht und rasch zu Silber reducirt. Bei dem in
Fig. ι dargestellten Element mufste erst das vorhandene Silbersalz von dem Licht reducirt
werden, bevor durch die sodann erst erfolgende Einwirkung der Salpetersäure Elektricität erzeugt
wurde. Bei dem zuletzt beschriebenen Element wird sofort Elektricität entwickelt und
dann erst die hierbei entstandenen Silbersalze vom Licht reducirt. Die Elektricitätsentwickelung
ist daher bei dem ersten Element von dem Vorhandensein des Lichtes abhängig, bei
dem zweiten Element aber nicht.2. Ag Cl + H (exposed) = Ag + H Cl.
This element deserves a certain advantage over the one described above, in that, with a sufficient amount of silver, electricity can be developed even in the absence of light. The silver chlorine thus produced is easily and quickly reduced to silver when daylight comes in in the presence of the hydrogen which has meanwhile been stored in the glazed clay cell. In the case of the element shown in FIG. 1, the silver salt present had to be reduced by the light before electricity was generated by the action of the nitric acid which then took place. In the case of the element just described, electricity is immediately developed, and only then is the resulting silver salts reduced by light. The development of electricity is therefore dependent on the presence of light in the first element, but not in the second element.
Ersetzt man den Wasserstoff der Salzsäure durch ein Metall, z. B. Kalium oder Natrium, so erhält man Elemente von ähnlicher chemischer und elektrischer Wirkung. Hier stellt sich der Procefs durch folgende Gleichungen dar:If the hydrogen of the hydrochloric acid is replaced by a metal, e.g. B. Potassium or Sodium, in this way one obtains elements with similar chemical and electrical effects. Here poses the process is represented by the following equations:
ι. 2 Ag + 2 Na Cl + 2 H2 O = 2 Ag Cl + 2 H + Na2 O. ι. 2 Ag + 2 Na Cl + 2 H 2 O = 2 Ag Cl + 2 H + Na 2 O.
2. Na2. O + H2 0 = 2 NaH O. 2. Na 2 . O + H 2 0 = 2 NaH O.
3. 2 AgCl+2 H= 2 Ag+ 2, H Cl (durch3. 2 AgCl + 2 H = 2 Ag + 2, H Cl (through
die Lichtwirkung).the lighting effect).
4. 2 H Cl+ 2Na HO = 2 Na Cl+2 H2 O. Aehnlich verhält es sich, wenn das Chlor4. 2 H Cl + 2Na HO = 2 Na Cl + 2 H 2 O. The situation is similar when the chlorine
der Salzsäure bezw. das des Chlormetalles ersetzt wird durch Brom oder Bromwasserstoff (Brommetall), combinirt mit Chlorwasserstoff (Chlormetall) angewendet.the hydrochloric acid respectively. that of the chlorine metal is replaced by bromine or hydrogen bromide (Brommetall), combined with hydrogen chloride (Chlorometal) used.
Bei dieser zweiten Gattung von Elementen verhält sich nur einer der beiden festen Leiter, die Retortenkohle K, passiv. Die Kohle kann hier auch durch Platin ersetzt werden. Für die Regulirung und Aufspeicherung der Elektricität ist eine Secundärbatterie (Accumulator irgend welchen Systems) Nothwendigkeit.In this second type of element, only one of the two solid conductors, the retort carbon K, behaves passively. The coal can also be replaced by platinum here. A secondary battery (accumulator of any system) is necessary for the regulation and storage of electricity.
Infolge der Zersetzung der Silbersalze in ihre ehemaligen Bestandteile durch die chemische Wirkung des Lichtes giebt das photoelektrische Element (bezw. Batterie) elektrische Ströme ohne alle Kosten und Bedienung. Dasselbe verdient also vor jedem anderen Elektricitätserzeuger, sofern es sich nicht um sehr starke Ströme handelt (seine elektromotorische Wirkung ist etwa = 6j, wenn die des Daniellschen Elementes = ioo, die des Bunsenschen Elementes= 153 ist), entschieden den Vorzug und empfiehlt sich deshalb insbesondere für elektrische Telegraphic und Telephonie, Läutewerke, Sicherheits-, Control- und Alarmapparate, elektrische Uhren und elektrische Beleuchtungszwecke (eine bis zwei Glühlampen).As a result of the decomposition of the silver salts into their former constituents by the chemical action of light, the photoelectric element (or battery) gives off electric currents without any expense or service. The same thing deserves decisive preference over any other generator of electricity, provided it is not a question of very strong currents (its electromotive effect is about = 6j , if that of the Daniell element = 100, that of the Bunsen element = 153), and is therefore recommended in particular for electrical telegraphics and telephony, bells, security, control and alarm apparatus, electrical clocks and electrical lighting purposes (one or two light bulbs).
Claims (1)
Publications (1)
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| EP2744036A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | National Taiwan University of Science and Technology | Mediator-type photocell system |
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- DE DENDAT30294D patent/DE30294C/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2637319A1 (en) * | 1976-08-19 | 1978-02-23 | Battelle Institut E V | Direct coversion of solar energy into electricity - using photoelectric cell with silver-silver halide-carbon system |
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