DE464325C - Verfahren zur Behandlung poroeser Koerper, wie Elektroden von Elementen, Akkumulatoren u. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren zur Behandlung poröser Körper, wie Elektroden von Elementen, Akkumulatoren u. dgl. Vorliegende Erfindung bezweckt, poröse Körper, mögen sie geformt sein oder nicht, Leiter öder Nichtleiter der Elektrizität, praktisch flüssigkeitsdicht zu machen, derart, daß diese Körper die Fähigkeit, Gase oder Dämpfe durchzulassen oder solche zu absorbieren, beibehalten.
• Dieses Verfahren ist besonders anwendbar bei porösen Körpern, wie Elektroden bestimmter Elementearten, Zersetzungszellen und auch elektrischen Akkumulatoren, und hat unter anderem den Vorteil, bei diesen porösen Körpern eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten und überhaupt alle unten folgenden Eigenschaften zu bewahren, wie praktische Dichtigkeit gegen Flüssigkeiten, Durchlässigkeit für Gase, wie auch immer die Richtung des durchfließenden Stromes und die Natur des Elektrolyten sei, sauer, basisch oder neutral.
• Im Grundgedanken besteht die Erfindung darin, diesen porösen Körper mit einer anhängenden Luft- oder Gasmasse zu imprägnieren oder zu bedecken, deren Oberfl,ächenspannung größer ist als die der Flüssigkeiten, in die der poröse Körper gewöhnlich getaucht wird.
• Man kann z. B. für diese Wirkung eine bekannte Erscheinung anführen, daß Pulver von einem gewissen Feinheitsgrad an sich nicht mehr mit Flüssigkeiten mischen, d. h. nicht mehr in unmittelbare Berührung mit ihnen treten, indem jedes Teilchen mit einer stark adsorbierten Luft- der Gashaut umhüllt ist, die stark an der Oberfläche des genannten Teilchens haftet. Durch diese Eigenschaft bleiben diese Pulver beim Eintauchen in eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, in Suspension und sinken nicht auf den Boden des Gefäßes; diese Eigenschaft zeigt besonders Bärlappsamenpulver, das bekanntlich feinste Zerteilung besitzt.
• Diese Eigenschaft läßt sich anderseits wieder durch Hitze zerstören, welche die Oberflächenspannung der Luft oder des Gases vermindert, oder durch Druck einer Flüssigkeit mit höherer Oberflächenspannung.
• Zwecks Ausführung der vorliegenden Erfindung bringt man auf den porösen Körper einen derart fein zerteilten Stoff, daß jedes Teilchen mit einer auf der Oberfläche der Teilchen stark adsorbierten Gas- oder Lufthülle umhüllt wird. .
• Dadurch bildet das durch diesen sehr fein verteilten Stoff zurückgehaltene Gas (oder Luft) einen Gasschutz auf der Oberfläche. Unter diesen Bedingungen sucht diese Luft oder das Gas beim Eintauchen des porösen Körpers in eine Flüssigkeit, deren Oberflächenspannung geringer ist als die des Gases, den Eintritt der Flüssigkeit in das Innere des porösen Körpers zu verhindern.
• Man kann beispielsweise die vorliegende Erfindung so ausführen, daß man auf dein porösen Körper eine ununterbrochene und anhaftende Hüll-, von Holzkohlenpulver bringt, das z. B. bis zum Maschensieb Nr. 400 zerkleinert ist; diese Hülle bleibt nach Adsorption der atmosphärischen Luft, wie erwähnt, praktisch dicht gegen Flüssigkeit und außerdem durchlässig für Gas und guter Leiter der Elektrizität.
• Durch das vorliegende Verfahren wird die Dichtigkeit .des porösen Körpers mittels der Gashülle sehr gut gesichert. Erst beim Erhitzen des porösen Körpers auf mehr als 8o° C oder bei Erhöhung des Druckes der Flüssigkeit auf mehr als q. m Wassersäul;a verschwindest die Gashülle stufenweise; ihre Spannung genügt nicht mehr, um einen beträchtlichen Flüssigkeitszutritt zu verhindern.
• Das Verfahren der Erfindung besteht aas folgenden Stufen: a) Herstellung einer Paste aus einer Pulvermischung von Kohle, z. B. Holzkohle, in feinster Verteilung (z. B. Siebfeinheit q.00), und einem Bindemittel, das nach dem Verglühen einen schwachen Koksrückstand zurückläßt, z. B. Harzöl; b) Aufbringen dieser Paste auf die ganze Oberfläche des porösen Körpers; c) Erhitzen des porösen, mit der Paste bedeckten Körpers auf die Temperatur, die genügt, um die in dem Bindemittel enthaltenen Kohlenwasserstofe völlig auszutreiben und die Verkohlung dieses Bindemittels zu erreichen, wobei der so entstandene Koks die Körner des Kohlepulvers untereinander und mit dem porösen Körper verschweißt, so daß sie auf dessen Oberfläche eine sehr harte Kruste bilden; d) Hineinbringen des so mit der Kohlehaut bedeckten porösen Körpers in einen heftigen Luftstrom, um eine Adsorption der Luft durch die Körner der Haut zu erzielen, wobei die so absorbierten Luftmolekel sich später der Durchdringung mit Flüssigkeit durch den porösen Körper praktisch widersetzen.
• Die Erfindung umfaßt auch eine Abart des Verfahrens, wobei das Kohlepulver mit einer verdampfbaren Flüssigkeit vermischt wird, die man um so flüssiger wählt, je tiefer man _.die Undurchdringlichkeit wünscht; die so erhaltene Lösung oder Paste bringt man auf den undurchdringlich zu machenden Körper auf, verdampft diese Flüssigkeit und setzt dann den so behandelten Körper einem heftigen Luftstrom aus.
• Eine andere Art der Aufbringung des Pulvers besteht darin, es auf den zu behandelnden Körper mit einem Pulver isator mittels Preßluft aufzuspritzen. Schließlich kann man das Pulver auch durch Ansaugen von Luft auf den porösen Körper aufbringen. Die gemäß vorliegender Erfindung erhaltene Hülle ist beständig gegen die meisten Säuren und Alkalien; sie bleibt überdies auch in Ordnung, wie die Richtung des die Elektrode durchfließenden Stromes auch sei.
• Diese Hülle kann besonders auf die poröse, depolarisierende Kohle der porösen Elektrode gewisser Arten von Elementen aufgebracht werden, zu dem Zweck, diese Kohle gegen den Wasserzutritt aus dem Elektrolyten zu schützen. Zu bemerken ist, daß auf Grund 'der guten elektrischen Leitfähigkeit und der geringen Stärke dieser Hülle das Element einen schwachen inneren Widerstand erhält.
• Die beschriebene Hülle kann auch verwandt werden, um die Elektroden aus poröser Kohle bei gewissen Gasakkumulatoren zu bedecken; in diesem Falle verhindert diese Hülle, daß das Wasser des Elektrolyten leicht in diese Kohlen eindringt, und erhält diese Eigenschaft beim Laden wie auch Entladen des Sammlers; sie gestattet ebenso den Elektroden, auf kleinem Umfange eine große Gasmenge zu absorbieren.
• Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens sollen einige Beispiele der praktischen Ausführung gegeben werden. Zuerst soll eine Ausführungsart des Verfahrens beschrieben werden, die darin besteht, das Pulver mit einem später zu verkohlenden Bindemittel zu mischen.
• Man nimmt iooo g feinst zerteiltes Holzkohlepulver von ,einer Feinheit Sieb 400 und vermischt es kalt mit 35o g Harzöl, so daß sich eine Paste bildet. Diese Paste bringt man mit einem Spatel o. dgl. auf die ganze Oberfläche der porösen Kohlenelektrode auf, indem man für die vollständige Bedeckung der Oberfläche sorgt.
• Die so bedeckte Elektrode bringt man in einem Ofen auf etwa 8oo" C, um alle in dem Bindemittel enthaltenen Kohlenwasserstoffe .völlig zu verjagen und eine Verkokung des Bindemittels zu erzielen; hierbei bleäbt ein Koks zurück, durch den die Holzkohlepulverkörnchen untereinander und mit der Oberfläche der Elektrode fest verbunden werden und eine sehr harte Kruste bilden.
• Schließlich wird die mit dieser Hülle versehene Elektrode einem heftigen Luftstrom ausgesetzt, wodurch die Luft von der Hülle adsorbiert wird und die so von den Kohlekörnchen adsorbierten Luftmolekel nun die Hülle bilden, die sich dem Eindringen der Flüssigkeit in die Elektrode widersetzt.
• Es werden nun einige Beispiele des Undurchläss bgmachens von porösen Elektroden mit Kohlepulver beschrieben, das in einer verdampfbaren Flüssigkeit äufgeschwemmt ist.
• i. Man verteilt in einem Liter warmen Wassers von etwa 6o° C 5o g Holzkohlepulver vom Feinheitsgrad Sieb 400. Die Kohle wird in dem warmen Wasser gut verteilt, und wenn keine Luftblasen mehr aus der flüssigen Masse aufsteigen, ist die Lösung gebrauchsfertig. Die zu behandelnde Elektrode wird in diese Lösung eingetaucht, solange es der Hersteller für nötig hält, z. B. 5 Sek. bei einer Oberfläche der Elektrode von 300 cm=.
• Die Elektrode wird dann in einer Trockenkammer auf etwa ioo° C zwecks Verdampfung des Wassers erhitzt, das beim Eintauchen eingedrungen war. Sofort nach dem Herausnehmen aus der Trockenkammer wird die noch warme Elektrode einem heftigen Luftstrom ausgesetzt.
• 2. Man verfährt wie oben, nimmt aber nicht Wasser als Träger des sehr feinen Holzkohlepulvers, sondern macht eine Mischung aus gleichen Teilen Wasser und Petroleum, z. B. i 1 Wasser, i 1 Petroleum, ioo g sehr feines Holzkohlepulv er. -.
• Man mischt das Wasser mit dem Petroleum, erhitzt das Gemisch auf dem Wasserbad und setzt das Pulver hinzu.
• 3. Man benutzt als Flüssigkeitsträger eine Mischung aus gleichen Volumenteilen ätherischen öls und Wasser oder Äther und Wasser oder jede andere sehr flüssig und spezifisch leichte Substanz und Wasser. In diesem Fall mischt man das feine Pulver mit dem Wasser bei etwa 50° C und gibt die flüchtige Flüssigkeit, ätherisches Öl, Äther u. dgl., zu; man trocknet wie oben behufs Verdampfung der Flüssigkeit und setzt die Elektrode dann einem heftigen Luftstrom aus.
• Eine andere Ausführungsart zum Undurchlässigmachen der Elektrode besteht darin, daß man auf sie mittels eines Pulverisators und Preßluft sehr feines Kohlepulver aufbringt.
• Eine weitere Abart läßt das feine Pulver auf die poröse Elektrode durch Unterdruck dringen, d. h. durch Erzeugung eines Vakuums in der Elektrode.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Behandlung poröser Körper, wie Elektroden von Elementen, Akkumulatoren u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche dieser porösen Körper eine Hülle von einem Pulver aufgebracht wird, das eine derartige Korngröße besitzt, daß es Luft absorbiert, die nunmehr um die porösen Körper eine Hülle bildet, die praktisch undurchlässig für Flüssigkeiten, aber durchlässig für Gase ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den porösen Körper eine Hülle von Holzkohlepulver in feinst verteiltem Zustand aufgebracht wird.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den porösen Körper eine Paste aufbringt, bestehend aus sehr feinem Holzkohlepulver und einem Bindemittel, wie Harzöl, das nach dem Erhitzen einen schwachen Koksrückstand läßt, daß man weiter den so mit der Paste bedeckten Körper auf eine Temperatur erhitzt, die genügt, um die Paste zu verkohlen und zu verkoken und alle darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe zu vertreiben, und daß man schließlich den so mit dieser Haut bedeckten porösen Körper einem heftigen Luftstrom aussetzt, so daß die von den Kohlekörnchen adsorbi-erten Luftmolekel sich später jedem Eindringen von Feuchtigkeit in den porösen Körper widersetzen. d..
4. Ausführungsform nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pulver in einer verdampfbaren Flüssigkeit, die mehr oder weniger flüchtig ist, aufschwemmt, und diese Mischung auf den zu behandelnden porösen Körper aufbringt, verdampft und den Körper einem heftigen Luftstrom aussetzt.
5. 5. Ausführungsform nach Anspruch i, 2 und ,4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlepulver in Wasser, einer Mischung von Wasser und Petroleum, Wasser mit Ätheröl, Äther u. dgl. anderen sehr flüchtigen Flüssigkeiten verrührt.
6. 6. Ausführungsform nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pulver trocken mit Preßluft aus einem Zerstäuber aufbringt.
7. 7. Ausführungsform nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pulver durch Ansaugen in das Innere des porösen Körpers bringt.