DE437594C

DE437594C - Elektrischer Gas-Sammler

Info

Publication number: DE437594C
Application number: DES65854D
Authority: DE
Original assignee: LE CARBONE SA; Carbone Lorraine SA
Current assignee: LE CARBONE SA; Mersen SA
Publication date: 1926-11-26

Description

Die elektrischen Gas-Sammler, d.h. Sammler, welche die Energie ionisierter Gase wirksam machen, bieten bekanntlich "verschiedene Vorteile, hauptsächlich folgende: Geringes Gewicht im Hinblick auf die verfügbare Energiemenge, verglichen z. B. mit einem Blei-Sammler, schnelle Formierung und große Beweglichkeit der Handhabung der Ladung und Entladung.

ίο Diese Art von Sammlern hat aber bis jetzt den Nachteil einer zu geringen Ausbeute, auf Grund der Tatsache, daß die Sammlung des Gases sich im Elektrolyten vollzieht und somit durch die Löslichkeit der Gase in letzterem begrenzt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gas-Sammler mit dem Vorteil großer Ausbeute (Leistungsfähigkeit) neben den anderen Vorteilen und Eigenschaften der üblichen Gas-Sammler.

Diese Anordnung eines Gas-Sammlers wird hauptsächlich gekennzeichnet durch das Vorhandensein einer Elektrodenmasse mit großer Absorptionskraft und kleinem Umfang, die das Gas aufspeichert, welches von der Ladung herrührt und dann bei der Entladung wieder freigibt.

Die Erfindung besteht grundsätzlich in dem Gebrauch von Elektroden mit der Fähigkeit der Gasabsorption, die hierzu aus einer porösen Masse hergestellt sind, die ein guter Leiter der Elektrizität, von großem Absorptionsvermögen, auf der ganzen Oberfläche mit einer flüssigkeitsdichten, Gase durchlassenden Hülle bedeckt ist.

Diese poröse Elektrode kann durch ihren j besonderen Bau während der Ladung auf kleinem Gewicht eine beträchtliche Gasmenge aufnehmen, die sie bei offenem Stromkreis zurückhält und nur bei der Entladung freigibt. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:

a) Möglichkeit der Sammlung einer großen Energiemenge auf geringem Gewicht, wobei die Energiemenge dem Gewicht des befreiten Gases entspricht,

b) praktisch kein Arbeiten bei offenem Stromkreis,

c) praktisch vollkommene Ausbeute, da das oder die Gase von neuem für die Rückbildung des Elektrolyten freigemacht werden. Der Sammler gemäß vorliegender Erfindung kann auf verschiedene Weise hergestellt werden.

i. Die poröse Elektrode kanu aus einem Block poröser Kohle gebildet werden, z. B. aus Holzkohle, die an ihrer Oberfläche mit einer Haut bedeckt ist, welche undurchlässig für Flüssigkeiten und durchlässig für Gase ist und z. B. durch ein pektisiertes Kolloid gebildet wird.

Falls der Elektrolyt sich in zwei gasförmige 'Elemente zersetzt, so werden Anode und Kathode jede durch eine wie oben beschrieben hergestellte Elektrode gebildet.

Zersetzt sich aber der Elektrolyt in ein Metall und ein Gas, so zeigt nur die Anode die oben beschriebene besondere Herstellung, während· die Kathode--z. B, eine Platte oder einen Stab aus demselben Metall bildet, welches der Elektrolyt als Grundlage enthält.

Γη beiden Fällen kann der Elektrolyt in Lösung flüssig sein oder nach bekannten Verfahren mit Gelatine, Glaswolle, gepulvertem Bimsstein, Sägespänen u. dgl. unbeweglich gemacht sein.

2. Die poröse Elektrode kann im Elektrolyten selbst verteilt sein und aus porösem Pulver, z. B. Holzkohlepulver, gebildet werden.

Für diesen Fall ist der Elektrolyt einer kolloidalen Lösung einverleibt, die nichtmetallisch und geeignet zur Pektisation ist; diese elektrolytische, kolloidale Lösung wird innig mit dem oben beschriebenen porösen Pulver gemischt. Durch die Wirkung der absorbierenden Eigenschaften der Pulverteilchen bildet die kolloidale Lösung auf der ganzen Oberfläche jedes dieser letzteren eine pektisierte Haut, die undurchlässig für den Elektrolyten, aber durchlässig für das Reak- go tionsgas ist.

Wenn der benutzte Elektrolyt zwei Gase · bildet, wird der Behälter, welcher das poröse Pulver und den in der Masse unbeweglich gemachten Elektrolyten enthält, durch ein poröses Diaphragma in zwei Teile geteilt, wobei in jedes derselben ein Stromabnehmer taucht, der unangreifbar durch den Elektrolyten und guter Leiter der Elektrizität ist, z. B. eine Platte aus Retortenkohle; diese beiden Platten bilden so die beiden Stromabnehmer für den positiven und den negativen Strom.

Zersetzt sich der Elektrolyt in Metall und Gas, so bietet allein die Anode die oben beschriebene Anordnung; die Kathode dagegen wird durch eine Metallplatte oder einen Metallstab aus demselben Metall gebildet,

welches die Grundlage des Elektrolyten bildet; diese Platte oder dieser Stab taucht in eine Lösung dieses Elektrolyten, der sich in einem porösen Gefäß befindet, das mitten in der porösen, die positive Elektrode bildenden Masse gelagert ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindungsgedanken werden im folgenden beispielsweise mehrere Herstellungsarten gemäß der Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben.

Abb. ι bis 4 zeigen im senkrechten Schnitt vier Ausführungsformen.

Abb. ι zeigt die Ausführungsart für den Fall, wo der Elektrolyt in zwei gasförmige Elemente zerlegt wird.

Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter a aus isolierendem Stoff, der unangreifbar durch den Elektrolyten ist und z. B. aus Glas besteht; in dem Behälter sind die beiden Blöcke b, c von beliebiger Form, z. B. Parallelepipedonform, gelagert. Jeder besteht aus einer Pressung von Holzkohle und ist an der ganzen Oberfläche mit einer kolloidalen, pektisierten Haut </, e\ z. B. aus Zinkoleomargarat, bedeckt.

Diese beiden Blöcke b, c, welche die Anode und die Kathode bilden, sind an ihrem Oberteil mit Klemmen f und g verseheil.

Der die beiden Elektroden b, c in dem Behälter α umspülende Elektrolyt ft besteht z. B. aus einer konzentrierten Salmiaklösung. Beim Laden zersetzt sich der Salmiak in seine Elemente: Das Chlor wandert zur Anode b, das Ammoniak zur Kathode c und der Wasserstoff wird frei. Durch die große Absorptionsfähigkeit der beiden Elektroden b, c werden Chlor und Ammoniak durch letztere absorbiert.

Beim Entladen verbinden sich Chlor und Ammoniak wieder gemäß der Gleichung

3 Cl -)- 4 NH₃ = 3 NH₄ Cl + N.

wobei ein Stickstoffatom frei wird.

Abb. 2 zeigt eine Ausführungsart der Erfindung, die geeignet ist für den Fall der Zersetzung des gebrauchten Elektrolyten in Metall und Gas.

Für diesen Fall wird die Anode durch eine poröse Elektrode b gebildet, die mit einer kolloidalen, pektisierten Hülle d, wie im vorhergehenden Fall, versehen ist: die Kathode dagegen wird durch eine Platte oder einen Stab i aus Metall, z. B. Zink, gebildet, während der Elektrolyt h¹ eine Lösung von Zinkchlorid ist.

Bei der Ladung wandert das aus dem Elektrolyten freigemachte Zink zur Zinkkathode i, während das Chlor durch die poröse, die Anode bildende Masse h absorbiert wird.

Bei der Entladung wird dieses Chlor ' durch die poröse Anode b wieder freigegeben und löst das an der Kathode / abgelagerte Zink wieder auf.

Γη den beiden Fällen der oben beschriebenen Anordnung kann der Elektrolyt als freie ι Flüssigkeit gebraucht oder durch · die be- ! kannten Verfahren, wie mit. Gelatine, Glasj wolle, Bimssteinpulver, Sägespänen, unbeweg- ! lieh gemacht werden.

Die Ausführungsart gemäß der Abb. 3, j welche für den Fall geeignet ist, wo der benutzte Elektrolyt sich in zwei gasförmig:¹ Bestandteile zersetzt, umfaßt einen Behälter a aus isolierendem Stoff, der durch den Elektrolyten unangreifbar ist (z.B. Glasi und durch das Diaphragma / (z. B. aus porösem Ton) in zwei Teile geteilt ist. Jeder dieser Teilräume ist mit einer pastenförmigen Masse b¹, c¹ angefüllt, die sich aus einer Mischung von porösem Pulver und dem Elektrolyten zusammensetzt und wie folgt erhalten wird:

Man stellt eine kolloidale Stärkelösung her, z. B. aus Stärke von Arrowroot, gibt dieser Stärke ungefähr das zweifache Gewicht Wasser zu und erhitzt die so erhaltene Lösung auf etwa 90 ° C. Darauf mischt man dieser kolloidalen Lösung etwa zu gleichen go Teilen feines Holzkohlenpulver zu, das rein ist oder einen Graphitzusatz enthält, und fügt dann der Masse eine ■ konzentrierte Lösung ■ des Elektrolyten zu, z. B. Salmiak; das Ganz." wird dann innig zu einer Paste gemischt.

Zwei Platten oder Stäbe f¹, g¹ aus Rctortenkohle ragen mitten in die poröse, elektrolytische Masse b¹, t¹ hinein, die in den beiden Teilen des Behälters α enthalten ist; diese Platten oder Stäbe f¹, g¹ bilden die beiden Stromabnehmer für den positiven und den negativen Strom.

Das Gefäß α ist' oben durch eine Wachshaut dicht verschlossen oder mit einem anderen geeigneten Stoff k, der das Entweichen der Gase verhindert und das Umhertragen der Vorrichtung erleichtert.

Beim Laden wird das aus dem Elektrolyten freigegebene Chlor von dem porösen Pulver der Anodenmasse h¹ absorbiert,- und das Ammoniak sammelt sich in dem porösen Pulver der Kathodenmasse c¹.

Beim Entladen werden Chlor und Ammoniak durch die beiden porösen Massen b¹, c¹ wieder freigemacht und verbinden sich, wie ng oben beschrieben, zu Salmiak.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsart, die gleichfalls eine poröse Elektrode besitzt und für Fälle anwendbar ist, wo der benutzte Elektrolyt sich in ein Gas und ein Metall zersetzt.

Bei dieser Vorrichtung wird die Anode

durch eine poröse, elektrolytische "Masse b² gebildet, die man, wie oben beschrieben, erhält, bei "der aber der benutzte Elektrolyt Zinkchlorid ist. Eine Platte oder ein Stab f¹ aus Retortenkohle bildet den positiven Stromabnehmer und ragt mitten in diese poröse, elektrolytische Masse b² im Behälter α hinein..

Die Kathode ist eine Platte oder ein

ίο Stab/ aus Zink, der in ein poröses Gefäß fr, z. B. aus Ton, taucht, das unten durch eine Wachsschicht k¹ oder einen anderen geeigneten Stoff abgeschlossen ist. Dieses poröse Gefäß enthält eine konzentrierte Zinkchloridlösung /2¹ und ist rings von der porösen, elektrolytischen Masse b² umgeben. Das Gefäß α und der poröse Behälter / sind oben mit der Wachsschicht k dicht abgeschlossen.

Beim Laden lagert sich das aus dem den Elektrolyten bildenden Zinkchlorid freigemachte Zink an der Zinkkathode i ab, während das Chlor durch das poröse Pulver der Anodenmasse b² absorbiert wird.

Beim Entladen wird das Chlor durch diese letztere wieder freigegeben und löst das auf der Kathode 2" abgelagerte Zink wieder auf.

Vorstehende Ausführungsarten sind nur beispielsweise gegeben, so daß Gestalt, Abmessungen, Stoffe und Einzelheiten des Baues gemäß der Erfindung veränderlich sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Gas-Sammler, gekennzeichnet durch eine oder zwei poröse Elektroden mit großer Absorptionskraft, die auf ihrer ganzen Oberfläche mit einer flüssigkeitsdichten und gasdurchlässigen Hülle bedeckt sind.

2. Gas-Sammler nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Kathode jede aus einem Block poröser Kohle gebildet werden, z. B. Holzkohle, die mit einer durch ein pektisiertes Kolloid gebildeten Hülle bedeckt ist, während der benutzte Elektrolyt entweder in freier oder in durch die bekannten Verfahren unbeweglich gemachter Flüssigkeit besteht.

3. Gas-Sammler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode ein poröser Kohleblock mit einer kolloidalen pektisierten Haut überzogen ist, die Kathode aber eine leitende Platte oder ein Stab, z. B. aus demselben Metall wie das die Basis des Elektrolyten bildende, wobei letzterer flüssig oder unbeweglich gemacht ist.

■4. Gas-Sammler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter durch eine poröse Wand in zwei Räume geteilt ist, deren jeder mit einer Paste aus einer innigen Mischung von porösem leitenden Pulver, z. B. feinem Holzkohlenpulver, und einer kolloidalen Lösung des Elektrolyten gefüllt ist, und daß mitten in die poröse, elektrolytische Masse in jedem der Räume des Behälters zwei leitende Platten oder Stäbe ragen, die von dem Elektrolyten nicht angegriffen werden und Stromabnehmer für den positiven und negativen Strom bilden.

5. Gas-Sammler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einer leitenden Platte oder einem Stabe gebildet ist, z. B. aus dem gleichen Metall wie das die Grundlage des Elektrolyten bildende, und diese Platte in einen porösen, eine konzentrierte Lösung dieses Elektrolyten enthaltenden Behälter taucht, wobei dieser in ein Gefäß gestellt ist, welches mit einer porösen, elektrolytischen Paste gefüllt ist, und daß mitten in diese Paste eine leitende Platte oder ein Stab reicht, der durch den Elektrolyten nicht angegriffen wird und als Stromabnehmer für den positiven Strom dient.

6. Ausführungsform einer Art eines Sammlers gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Kathode jede von einem Gemenge aus Holzkohle gebildet sind, das auf seiner ganzen Oberfläche mit einer pektisierten Haut von Zinkoleomargarat bedeckt ist, während der Elektrolyt eine konzentrierte Lösung von Salmiak ist.

7. Ausführungsform einer Art eines Sammlers gemäß Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode durch eine Platte oder einen Stab aus Zink gebildet ist, welcher in eine konzentrierte Lösung von Zinkchlorid in einem porösen Behälter taucht, .wobei dieser letztere in einem Gefäß angeordnet ist, welches mit einer Paste angefüllt ist, die sich aus einer Mischung gleicher Teile feinen Holzkohlenpulvers und einer kolloidalen Lösung von Zinkchlorid in Stärke zusammensetzt, und daß in diese Paste eine Platte oder ein Stab aus Retortenkohle taucht, die den Stromabnehmer für den positiven Strom bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.