DE392980C

DE392980C - Galvanic element

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Publication number: DE392980C
Application number: DEN21131D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-06-14
Filing date: 1922-05-25
Publication date: 1924-03-27

Description

Galvanisches Element. Beim Bau von galvanischen Zellen mit selbsttätiger Gasdepolarisation war es !bisher unmöglich; eine Zelle von großer Leistungsfähigkeit zu schaffen, hauptsächlich, weil es schwierig war, eine hinreichend wirkungsvolle Depolarisatiön herbeizuführen.Galvanic element. When building galvanic cells with automatic Gas depolarization was previously impossible; a cell of great efficiency to create, mainly because it was difficult to find a sufficiently effective one Bring about depolarization.

In einer gewissen Art solcher Zellen war bisher eine zentrale innere Elektrode aus poröser Kohle vorhanden, die in besonderer Art zuhereitet war und in einem äußeren Gefäß angeordnet war, :durch welchen Kohlekörper die Gasdepolarisation stattfand. Einer solchen inneren zentralen Kohleelektrode mußten aber verhältnismäßig geringe Abmessungen mit Rücksicht auf das äußere Gefäß gegeben werden.. Infolgedessen war nur eine beschränkte Elektrodenoberfläche zur Entfaltung der Wirkungen von Luft oder irgendeinem anderen Gas vorhanden, auch hatte der Elektrolyt nur geringe Angriffsfläche zur Depolarisation, die entsprechend gering war. Aus diesem Grunde gestatten Zellen des beschriebenen Typus bei weitem nicht eine so große Entladung, als wie mit den sonstigen Abmessungen der Zelle gewonnen werden könnte, wenn eine wirkungsvolle Gasdepolarisation herbeigeführt würde.Up to now there has been a central inner cell in a certain kind of such cells Electrode made of porous carbon, which was prepared in a special way and was arranged in an outer vessel: through which carbon body the gas depolarization took place. Such an inner central carbon electrode had to be relatively small dimensions are given with regard to the outer vessel .. As a result was only a limited electrode surface for the effects of air to develop or any other gas present, and the electrolyte had only a small area of attack to depolarization, which was correspondingly low. Because of this, cells allow of the type described is nowhere near as great a discharge as with the other dimensions of the cell could be obtained if an effective one Gas depolarization would be brought about.

Aus diesem Grunde muß auf die Anordnung der Kohleelektrode in solcher Weise besonderer Wert gelegt werden, daß sie mit :lein zu @lepolarisierenden Gas die denkbar größte Berührungsfläche erhält, ebenso wie mit dem Elektrolyten. Es ist schon vorgeschlagen worden, zu diesem Zwecke die Kohleelektrode als äußeres Elementgefäß auszubilden, jedoch mit geringem Erfolge, weil der flüssige Elektrolyt durch hydrostatischen Druck durch die Poren der Kohle hindurchgetrieben wurde und weil nian deshalb einen teigförmigen Elektrolyten verwenden mußte.For this reason, the arrangement of the carbon electrode in such Way, special value should be placed on them with: lein zu @lepolarisierenden gas receives the largest conceivable contact area, as well as with the electrolyte. It it has already been proposed to use the carbon electrode as the outer one for this purpose Form element vessel, but with little success because of the liquid electrolyte was propelled through the pores of the coal by hydrostatic pressure and because nian therefore had to use a dough-like electrolyte.

So hat man mit :der Benutzung wirklich flüssiger Elektrolyte in Zellen noch keinen Erfolg gehabt, in denen die Kohleelektrode unmittelbar als äußeres Gefäß dient. Es ist jedoch von ,größter Wichtigkeit zum Aufrechterhalten einer möglichst konstanten Spannung einen flüssigen Elektrolyten zu haben, weil in diesem Fall die erzeugten Rückstände der Zersetzung die Möglichkeit erhalten, leicht von den Elektroden abzukommen.So you have: the use of really liquid electrolytes in cells not yet had any success in which the carbon electrode is directly used as the outer vessel serves. However, it is of the utmost importance to maintaining one as possible constant voltage to have a liquid electrolyte because in this case the Any residues produced by the decomposition can easily get off the electrodes to come off.

Gemäß der Eriindung ist es nun möglich, in @aivanischen Zellen von genanntem Typus eine Kohleelektrode zu benutzen, die als äußeres Gefäß dient, und dazu einen vollkommen flüssigen Elektrolyten, so daß man eine wirkungsvolle, selbsttätige Gasdepolarisation gewinnt, die ihrerseits eine Steigerung der Leistung der Zelle ermöglicht, während eine konstante Spannung aufrechterhalten werden kann. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, daß die zur Einwirkung kommenden Wandungen des äußeren Kohlegefäßes zwei oder mehr zusaininenhängen:de, ineinander übergehende Schichten enthalten, so datl die innere Schicht von dem Elektrolyten benetzt wird und der Elek-;rolyt in die Poren dieser Schicht eindringen kann, während die daran angrenzende äußere Kohleschicht Substanzen enthält, die von dem I?lel:trolyten nicht benetzbar sind. Das erwähnte Eindringen des Elektrolyten bis zu einer gewissen Tiefe in die Poren der inneren Kohlewandung ist von größter Wichtigkeit, weil dadurch die Berührungsfläche zwischen der Elektrode und dem Elektrolyten bedeutend vergrößert wird. Andererseits kann das von außen in den nicht benetzbaren Teil der Elektrode eindringende Gas eine stärkere Depolarisationswirkung entfalten. Die Depolarisation kann noch weiter dadurch gefördert werden, daß man an der Berührungsfläche zwischen dem Elektrolyten und dem depolarisierenden Gas eine katalytische Substanz anordnet.According to the invention it is now possible in @aivan cells of to use a carbon electrode of the type mentioned, which serves as the outer vessel, and in addition a completely liquid electrolyte, so that you have an effective, automatic Gas depolarization wins, which in turn increases cell performance while a constant tension can be maintained. This Result is achieved in that the coming to the action of the outer walls Two or more layers of coal hang together contain, so that the inner layer is wetted by the electrolyte and the electrolyte can penetrate into the pores of this layer, while the adjacent outer Carbon layer contains substances that cannot be wetted by the I? Lel: trolyten. The mentioned penetration of the electrolyte up to a certain depth into the pores the inner carbon wall is of the utmost importance because it creates the contact surface between the electrode and the electrolyte is increased significantly. on the other hand the gas penetrating from the outside into the non-wettable part of the electrode develop a stronger depolarization effect. The depolarization can go on be promoted by the fact that one at the interface between the electrolyte and placing a catalytic substance on the depolarizing gas.

Die Herstellung einer Kohleelektrode von obenkeschriebenen Eigenschaften kann auf verschiedene Arten geschehen.The manufacture of a carbon electrode with the properties described above can be done in several ways.

So kann man gemäß der Erfindung zur Herstellung der Kohleelektrode eine Mischung verwenden, die aus Kohle im koksförmigen Zustaii-le, Anthrazit und nicht benetzbaren Substanzen besteht, wie z. B. Teer, im Bedarfsfalle verbunden mit anderen Substanzen, wie etwa Silikaten, welche letzteren besonders geeignet sind, zu verhüten, daß der Elektrolyt die Kohie durchdrinz;t. Wenn :las Gefäß nach Bedarf gestaltet ist und gegebenenfalls getrocknet worden ist, wird es zum Herbeiführen eines guten Leitungsvermölens binr,ic:he..@l hoch erhitzt, beispielsweise bis auf 6oo-' C oder mehr. Die Maximaltemperatur und die Erhitzungszeit wird so bemessen, daß die nicht Lenetzhare Substanz nicht aus dem ganzen Körper herausgebrannt wird, sondern nur an dessen Außenflächen, und daß eine feite Schicht, welche das Hindurchtreten des Elektrolyten nicht zuläßt, in der zentralen Zone des Querschnittes der Gefäßwand belassen wird, während eine Schicht, die fettfrei ist und in die der Elektrolyt eindringen kann, an der Innenfläche der Gefäßwand vorhanden ist. Das genannte `"erfahren kann in der Weise abgeändert werden, daß die fette Substanz, die zur Formung des Materials benutzt wurde, gänz-]ich oder teilweise aus den Wandungen des Gefäßes herausgebrannt wird, und daß letzteres dann mit einer fetten Substanz, wie z. B. Paraffin, imprägniert wird, und zwar in einem geeigneten Aggregatzustand. Die fette Substanz wird nach Verdampfung der Lösung, wenn es sich um eine solche handelt, vollständig oder zum größten Teil von der Innenwand des Gefäßes und bis zu gewisser Tiefe entfernt, indem man beispielsweise die genannte Wandfläche auf eine gewisse Zeitdauer hin einer höheren Temperatur aussetzt als derjenigen des Schmelzpunktes der fetten Substanz. Diese Hitze wird vorzugsweise mittels einer erhitzten Flüssigkeit, z. B. Wasser, Salzlösung, verdünnter Salzsäure, an die betreffenden Wandflächen herangebracht.So you can according to the invention for the production of the carbon electrode Use a mixture consisting of charcoal in a coke-shaped state, anthracite and non-wettable substances exist, such as. B. tar, if necessary with other substances, such as silicates, the latter being particularly suitable to prevent the electrolyte from penetrating the carbon; t. When: read the vessel If necessary and has been dried, if necessary, it is used to bring about good conductivity binr, ic: he .. @ l highly heated, for example up to 600- 'C or more. The maximum temperature and the heating time are calculated in such a way that that the non-Lenetzhare substance is not burned out of the whole body, but only on its outer surfaces, and that a thin layer that allows passage through it of the electrolyte does not allow in the central zone of the cross section of the vessel wall is left while a layer that is fat-free and in which the electrolyte can penetrate, is present on the inner surface of the vessel wall. Experience the said "" can be modified in such a way that the fatty substance that forms the Material was used entirely or partially from the walls of the vessel is burned out, and that the latter then with a fatty substance, such as. B. Paraffin, is impregnated, in a suitable aggregate state. The fat one Substance is after evaporation of the solution, if it is such, completely or for the most part from the inner wall of the vessel and up to some extent Depth by, for example, the aforementioned wall surface to a certain Period of time exposed to a higher temperature than that of the melting point the fatty substance. This heat is preferably achieved by means of a heated liquid, z. B. water, saline solution, dilute hydrochloric acid, on the wall surfaces concerned brought up.

Eine weitere abweichende Ausführungsart besteht darin, daß das Kohlegefäß, nachdem die fette Substanz zur Erzeugung des 1laterials vollständig oder teilweise fortgebrannt worden ist, mit einer fetten Substanz von außen her bis auf eine gewisse Tiefe imprägniert wird, so daß an der Innenseite des Gefäßes eine fettfreie Schicht übrigbleibt.Another different embodiment is that the charcoal vessel, after the fatty substance for the production of the material is completely or partially has been burned away, with a fatty substance on the outside except for a certain amount Deep is impregnated, so that a fat-free layer on the inside of the vessel remains.

Anstatt die Imprägnierungsmasse, die an der Innenseite des Gefäßes in einer gewissen Schicht vorhanden ist, fortzubringen, kann das Gefäß auch aus zwei verschiedenen Materialien hergestellt werden; die --schichtenweise änzü= ordnen sind. Man fügt der Kohlemasse, die die Außenschicht bilden soll, vor dem Brennen eine Substanz zu, die wie etwa ein Silikat dem Material die Eigenschaft gibt, seitens des Elektrolyten nicht durchfeuchtet zu werden.Instead of the impregnation compound that is on the inside of the jar is present in a certain layer, the vessel can also be carried out two different materials are made; the - in layers änzu = arrange are. You add the mass of coal that is to form the outer layer before burning a substance that, like a silicate, gives the material the property on the part of the electrolyte not to get wet.

Claims

PATENT APPROACH: i. Galvanic element with essentially from porous carbon i) a standing electrode, which is the outer container for the other parts of the cell, characterized in that the effective walls of said Container two or more enveloping and merging layers form where: the inner layer of which never comes into contact with the electrolyte the latter is moistened or moistened, while the adjacent to this layer Top layer contains substances that allow the electrolyte to penetrate as best as possible avoid, for the purpose, the contact surface of the carbon electrode on the one hand with the Electrolytes and on the other hand with the depolarizing gas as large as possible do. ?. Process for the production of carbon electrodes according to claim i from one Mixture, the carbon and substances not wettable by water of more or% veni, ger fatty kind, like tar, which: Mixture shaped and then heated is, characterized in that the maximum temperature and the heating time be chosen so that the water-non-wettable substance does not come from the whole Body is burned out, but only from its surfaces, in such a way that in the a non-wettable layer remains in the central zone of the wall cross-section of the vessel, which is not soaked by the electrolyte while on the inside of the container one unimpregnated carbon layer is present from that Electrolyte is saturated. 3. The method according to claim 2, characterized in that that the binder, which is necessary to shape the vessel, completely or for the most part is burned away from the walls of the carbon electrode, whereupon the container again with a fatty substance, e.g. B. paraffin, paraffin mixture or paraffin solution, is impregnated, and @ that then the fatty substance on a removed some depth from the inside of the container. 4 .. procedure according to Claim 3, characterized in that the coal container after the burning away of the Binder that too. its production was needed, wholly or to the greatest extent Part is impregnated again with a fatty substance, from the outside up penetrating to a certain depth into the material, so that on the inside of the A fat-free layer remains in the container. 5. In the method according to claim i to ¢ the use of a catalytic substance at the interface between the electrolyte and the depolarizing gas to promote depolarization. 6. embodiment for the cell according to claim i, characterized in that the daP effective wall or walls of the container are made of two materials, of which the inner one is wettable, the outer one non-wettable. 7. Cell according to claim i and 6, characterized in that the surrounds are partly made of another Material as coal of the type mentioned in claim i exist.