DE388465C - Vorrichtung zur Elektrolyse des Wassers - Google Patents

Description

Die Elektrolyse des Wassers zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff gewinnt täglich im Gewerbe an Bedeutung. Bekanntlich besteht die Elektrolyse darin, daß man das Wasser der Wirkung des elektrischen Stromes aussetzt. Im allgemeinen durchquert der Strom das alkalisch gemachte Wasser zwischen eingetauchten Metallelektroden, die durch eine aus einem Asbestgewebe bestehende

ίο Scheidewand getrennt sind. Die Verwendung dieser zur Trennung der beiden Gase bestimmten Scheidewand vermindert die Stromausbeute, während der Widerstand des Elektrolyten zugleich zunimmt und demzufolge die Herstellungskosten beträchtlich höher werden, und zwar nicht nur, weil das Diaphragma teuer ist, sondern auch dadurch, daß es wegen seiner leichten Abnutzung oft. erneut werden muß. Zur Trennung der beiden Gase wurden schon verschiedene Auskunftsmittel ersonnen, z. B. eine V-förmige aus einem Isolierstoff bestehende, zwischen die beiden Elektroden eingeschaltete Blende; aber dieses sowie andere benutzte Mittel erwiesen sich als eine kostspielige Verwicklung der Vorrichtung, ohne den elektrolytischen Wirkungsgrad zu verbessern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine \*orrichtung zur Wasserelektrolyse, bei welcher keine Scheidewand oder Blende zwi-

sehen den Elektroden vorgesehen ist, da die beiden entwickelten Gase durch Elektrolytenströme getrennt geleitet werden, welche durch die Steigkraft der sich im Innern der Flüssigkeit an den Elektroden entwickelnden Gase erzeugt werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist als Beispiel in der beiliegenden Zeichnung schematisch veranschaulicht.

Abb. ι zeigt einen senkrechten Längsschnitt des Elektrolysators, d. h. einen mit den Elektroden gleichlaufenden Schnitt;

Abb. 2 zeigt einen senkrechten Querschnitt des Elektrolysators.

Der Elektrolyt ist in einem parallelepiped]-sehen, aus Blech bestehenden Behälter enthalten, welcher auf Isolierfüßen ruht und mit einem gasdichten Deckel 4 verschlossen ist. Dieser Deckel ist unter der Verschlußstelle in denselben Behälter so weit eingeschoben, daß sein Ende in die Flüssigkeit eintaucht.

Jede Elektrode ist aus der Aufschichtung einer gewissen Zahl von Elementen gebildet, deren jedes aus einem zur Senkrechten geneigten Blechbande besteht, wie die Abbildung zeigt, und in der wagerechten Ebene gebogen wird, so daß es eine Art geschlossenen rechtwinkligen Rahmens bildet, dessen Querschnitt in der Richtung der größeren Seite aus der Abb. ι ersichtlich ist und den ganzen Raum der Vorrichtung der Länge nach einnimmt; der Querschnitt in der Richtung der kleineren Seite ist aus der Abb. 2 ersichtlich und nimmt einen Teil der Breite des Vorrichtungsraumes ein. Am oberen Ende der Säule 5 befindet sich an jeder Elektrode ein Klemmelement 6, welches von den anderen nur dadurch sich unterscheidet, daß es viel höher ist. Sein oberes Ende tritt aus dem Flüssigkeitsspiegel heraus. Alle Elemente 5 und das entsprechende EIement 6, die derselben Elektrode angehören, sind durch Streifen 7 und 8 verbunden, welche an zwei Stäbchen 9 und 10 befestigt sind, die durch im Deckel des Behältars vorgesehene abgedichtete öffnungen elektrisch isoliert hindurchgehen und gleichzeitig als Steckkontaktlose und Elektrodenhalter dienen. Jede Elektrode ist also wie eine Art parallelepipedischer Glocke ausgestaltet, deren Wände mit jalousieartigen Schlitzen versehen sind, weiche in der

Richtung von unten nach oben gegen das Innere derselben Glocke gerichtet sind.

Die Elektroden sind alle gleich, die äußeren ausgenommen, die man sich dadurch erzeugt vorstellen kann, daß man durch eine' mittlere Längsebene eine wie oben beschriebene Elektrode halbiert und jede Hälfte mit einer Blechtafel schließt.

In dem Deckel des Behälters sind Scheidewände 12 vorgesehen, welche bis unter den Flüssigkeitsspiegel zwischen die Elektroden ragen, so daß sie in einer jeder Elektrode entsprechenden Lage eine geschlossene Kammer 13 auf der Flüssigkeit bilden,

Durch jeden Kammerdeckel sind die Ableitungsrohre 14 der Gase hindurehgeführt.

Von diesen Röhren 14 endigen, wenn man sie sich durch fortschreitende Zahlen beziffert vorstellt, die Geraden in einem Sammler 15, die Ungeraden in einem anderen Sammler 16. Die Steckkontakte sind derart angeordnet, daß die Elektroden abwechselnd Anoden und Kathoden sind.

Der Arbeitsgang 'des Elektrolysators ist der folgende.

Beim Durchgang des Stromes werden die sich an den äußeren gegenüberliegenden Flächen zweier naheliegender Elektroden bildenden Gasbläschen im Innern der entsprechenden Elektroden zufolge der beschriebenen Anordnung aufgefangen. Daraus folgt, daß, während der Raum zwischen den Elektroden nur vom Elektrolyten eingenommen wird, der innere Teil jeder Elektrode durch eine Emulsion des Elektrolyten mit 'den Gasbläschen eingenommen wird. Man hat also zwei kommunizierende Flüssigkeitssäulen mit derselben Höhe und mit verschiedenem spezifischen Gewicht. Das System ist somit nicht mehr im Gleichgewicht, eine aufsteigende Bewegung beginnt im Inneren der Elektroden und eine absteigende zwischen der einen und der anderen Elektrode.

Der Flüssigkeitsspiegel wird derart geregelt, daß die aufsteigende innere Säule, nachdem sie an dem Elemente 6 vorübergegangen ist, aus demselben Elemente austritt, was die Abscheidung des Gases von der Flüssigkeit verursacht, welche alsdann hinunterfließt und die absteigende Säule speist.

Ein anderes Beispiel eines Elektrolysators gemäß der Erfindung ist in den Abb. 3 und 4 veranschaulicht, von denen das erste einen senkrechten, das letzte einen wagerechten Ouerschnitt darstellt.

Der Elektrolysator besteht aus einem auf Isolierfüßen 19 ruhenden, den Elektrolyten enthaltenden zylindrischen Behälter 18, einem gasdichten Deckel 20, einer aus einer zylindrischen Blechtafel 21 und einer anderen gleichfalls aus 6c einem Zylinder 22 bestehenden Kathode, die mit wagerechten oder geneigten Schlitzen versehen ist; die beiden angedeuteten Flächen sind unten mittels eines ringförmigen Bodens 23 geschlossen. Der gelochte Teil erstreckt sich nicht über den Wasserspiegel, vielmehr ist der über dem Wasserspiegel stehende Teil ungelocht. Der gelochte Teil kann durch ein Drahtgewebe ersetzt werden. '

Im oberen Teil der Vorrichtung dringt zwisehen die beiden Elektroden ein Zylinder 24 ein, welcher am Deckel befestigt ist und die aus dem Deckel gebildete Glocke in zwei Kammern teilt, deren jedes obere Ende einer Elektrode entspricht, und an welchen je ein Gassammelrohr angeschlossen (25 bis 26) ist. Jede Elektrode ist wie im vorhergehenden Falle mit Halfern und Steckkontakten versehen.

Der Arbeitsgang ist der gleiche wie im ersten Falle, mit der Ausnahme, daß die aufsteigenden Ströme im Innern der Elektroden und in dem zwischen ihren gegenüberliegenden Flächen bestehenden Räume fließen, während die absteigenden Ströme an der äußeren Seite der Kathode bzw. der inneren Seite der Anode entlangfließen.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Wasserelektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus einer Zahl jalousieartig verbundener, übereinander geschichteter Elemente aus je einer oben geöffneten, stumpfpyramidenförmigen Haube von unterem rechteckigen Querschnitt bestehen und untereinander gleich sind mit Ausnahme des oberen Klemmelementes, das höher als die anderen ist, während getrennte Ableitungsrohre für Sauerstoff und Wasserstoff vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Deckel der Einrichtung, Scheidewände unter den Flüssigkeitsspiegel zwischen den Elektroden herabragen.

3. Vorrichtung zur Wasserelektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus einem Kasten bestehen, von denen eine Seite mit Lochungen versehen sind, die bei den Kathoden und Anoden einander gegenüberstehen.

4. Vorrichtung zur Wasserelektrolyse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Lochungen versehene Seite der Elektroden aus Drahtnetzen besteht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.