DE3720962A1 - Luftsauerstoffelement mit manganchloridloesung als elektrolyt - Google Patents

Description

Ein Luftsauerstoffelement, wie es in der europäischen Patent­ schrift 50 717 beschrieben ist, enthält Kathodenplatten, deren aktive Masse aus einer Mischung von Aktivkohle und Ruß mit Manganchloridlösung als Elektrolyt besteht. Bei der Entladung der Zelle geht das Zink als ZnCl₂ in Lösung, und an der Kathode wird Manganchlorid in Mn(OH)₂ umgewandelt. Durch den in Luft­ sauerstoffelementen vorhandenen Sauerstoff wird das Mn(OH)₂ zu manganiger Säure oxidiert, und scheidet sich in der Kathode als Mn₂O₃ ab. Mit dem bei der Stromlieferung sich anreichern­ den ZnCl₂ reagiert das Mn₂O₃, nach der Gleichung: Mn₂O₃ + ZnCl₂ → ZnMnO₃ + MnCl₂ und da das entstandene MnCl₂ weiter an der Kathode reagiert, kann man die Bruttogleichung der Stromerzeugung in einem Luftsauerstoffelement mit Mangan­ chloridlösung als Elektrolyt, wie folgt schreiben: 2 Zn + ³/₂O₂ + MnCl₂ → ZnMnO₃ + ZnCl₂.

An dieser Reaktion ist technisch von besonderem Interesse, daß man mit 1 Mol MnCl₂, 4 Äquivalente Zink stromliefernd zur Reaktion bringen kann.

Sauerstoff ist in unbegrenzter Menge vorhanden, die Menge des erforderlichen Zinks läßt sich durch die Wahl der Blechstärke der Anode leicht erreichen. Die Menge des MnCl₂ ist aber an die Menge des Elektrolyts gebunden, die man in der Zelle unterbringen kann. Festes MnCl₂ · 4 (H₂O) kann man der Mischung im Überschuß nicht zusetzen, da es in feuchter Luft in Lösung geht und ein Überquellen der Zellen bewirken würde.

Erfindungsgemäß wird daher ein unlöslicher Stoff zugesetzt, der erst durch die Bildung von ZnCl₂ während der Stromlieferung MnCl₂ abgibt. Als solcher wird Manganomanganit vorgeschlagen, vorzugsweise wie er sich bei der Fällung aus einer Mangan­ salzlösung mit einer äquivalenten Menge Alkalilauge, bei Gegenwart von Sauerstoff bildet. Dieses Produkt kann dem Elek­ trolyten der Kathodenmasse als trockenes oder feuchtes Pulver zugesetzt werden.

Man kann aber auch so vorgehen, daß man aus Mangansalzlösung unter Luftabschluß mit Alkalilauge Mn(OH)₂ ausfällt und das vom Alkalisalz gereinigte Produkt, vorzugsweise noch feucht, der Kathodenmischung zusetzt, wobei dann die Manganitbildung unter Sauerstoffaufnahme während des Mischungsvorganges abläuft. Das durch die Reaktion und den Feuchtigkeitsgehalt des gefällten Mn(OH)₂ in die Mischung eingebrachte Wasser, wird durch entsprechenden Zusatz von MnCl₂ · 4 H₂O mit dem Salz gesättigt.

Das Manganitprodukt muß aber nicht elektronisch leitend mit der Kathode in Verbindung stehen. Es kann, wenn es die Kon­ struktion der Zelle erlaubt, auch an anderer Stelle im Elektrolyt untergebracht werden.

Claims (2)

1. Luftsauerstoffelement, das Aktivkohle oder einen anderen Sauerstoff aktivierenden Stoff, zusammen mit Manganchlorid­ lösung als Elektrolyt in der Kathode enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Preßkörper, vorzugsweise durch Fällung aus Mangansalzlösung, bei Gegenwart von Sauerstoff erzeugter Manganomanganit, als trockenes oder feuchtes Pulver zugesetzt wird.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Luftabschluß gefälltes Mn(OH)₂ der Depolarisatormischung zugesetzt wird, und die Bildung von Manganomanganit durch den Sauerstoff der Luft beim Mischen der Depolarisatormasse erfolgt.