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Kupferoxydelement Die Erfindung bezieht sich auf Kupferoxydelemente
und bezweckt, die Regenerierung der positiven Elektrode zu beschleunigen. Bekanntlich
müssen die positiven Elektroden derartiger Elemente von Zeit zu Zeit regeneriert,
d. h. es muß das metallische Kupfer wiederum in Kupferoxyd verwandelt werden. Dieser
Prozeß erfordert nun bei den bisher bekannten Elementen dieser Art verhältnismäßig
lange Zeit, da durchschnittlich etwa io Stunden für die Regenerierung notwendig
sind.
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Es wurde nun gefunden, daß man mit etwa der Hälfte der Zeit auskommen
kann, wenn man zwischen der positiven und negativen Elektrode einen aus gebranntem
keramischen Baustoff bestehenden ein- oder mehrteiligen porösen Körper anordnet,
der gleichzeitig als Führung für die negative Elektrode dienen kann. Dieser poröse
Körper läßt sich hierbei beispielsweise so ausgestalten, daß er einerseits die positiven
Elektroden verbindet, andererseits die negative Elektrode in Nuten führt. Auch kann
die Höhe des positiven Körpers als Maßstab für die Schichthöhe des Elektrolyten
dienen. Die Führung der negativen Elektrode in Nuten oder Schlitzen des porösen
Körpers ermöglicht es noch, daß durch Verzinnung der oberen Kante der Elektrode
drei Kanten der Elektrode gegen Zerstörung durch den Elektrolyt geschützt werden
und infolgedessen ein dreiseitiges Gerippe bilden, das die negative Elektrodenmasse
bis zu deren völligem Verbrauch fest zusammenhält.
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Vergleichsversuche, die mit einer Elektrode gemäß der Erfindung und
mit einer handelsüblichen, im übrigen aber aus derselben Kupferoxydmasse bestehenden
gemacht wurden, haben die Richtigkeit der angestrebten Wirkung ergeben. Es wurden
in beiden Fällen die sonstvolkommengleich zusammengesetzten Elemente mit einer 25prozentigen
Ätznatronlauge gefüllt und unter geeigneter Belastung völlig entladen.
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Nunmehr erfolgte die Regeneration der positiven Elektroden, die bei
einer Temperatur von etwa q.o bis 50° C der Luft ausgesetzt wurden. Hierbei zeigte
sich, daß diejenige Elektrode, die mit dem keramischen Körper in Verbindung stand,
innerhalb eines Zeitraumes von knapp 5 Stunden regeneriert war, während zur Regeneration
der anderen Elektrode ungefähr die doppelte Zeit, also etwa io Stunden, notwendig
waren. Diese Versuche sind des öfteren wiederholt worden und haben stets dasselbe
Resultat gezeitigt.
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Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele des Elementes, und
zwar durch Abb. i ein Ausführungsbeispiel mit parallel gegenüberstehenden positiven
Elektroden im Vertikalschnitt, durch Abb.2 im Ouerschnitt nach A-B der Abb. i, durch
Abb. 3 in der Draufsicht nach abgenommenem Deckel.
Die Abb.4 und
5 zeigen eine positive Elektrode dieses Ausführungsbeispieles in der Vorder- und
Oberansicht, wobei aber in der Vorderansicht zum Teil das Gewebe, zum Teil auch
die aktive Masse entfernt ist, um auch das reibeisenartig durchbrochene Blech zu
sehen.
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In den Abb. 6 und 7 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele im Querschnitt
dargestellt.
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Der Behälter a des Elementes (besteht in bekannter Weise aus Eisenblech.
Im Boden desselben sind bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel nach den Abb. z
bis 5 zwei Bolzen b befestigt und über jeden derselben ist ein besonders aus der
Querschnittabbildung 2 erkenntlicher prismatischer Stab c aus gebrannter keramischer
Masse angeordnet; auf den gegenüberliegenden Seiten dieser beiden Stäbe ist in jedem
derselben eine Längsnut d vorgesehen und in beide Nuten die negative Elektrode e,
die in diesem Falle aus Zink besteht, eingeschoben. Da die Nut in jedem Körper c
nicht bis an das untere Ende reicht, bleibt, wie ersichtlich, die Zinkelektrode
in gewissem Abstande vorn Boden des Behälters a. Die positiven Elektroden bestehen
gemäß den Abb. 4. und 5 aus j e einem reibeisenartig durchbrochenen Blech f ; die
b -2i. Herstellung der Durchbrechungen entstehenden Zacken stehen alle auf der einen
Seite des Bleches vor. Die aktive Masse g, die aus Kupferoxyd besteht, wird aufgetragen
und darüber dann eine Gaze h gespannt, oder es wird umgekehrt die Gaze gespannt
und die aktive Masse durch diese hindurchgequetscht. Jedenfalls soll die Drahtgaze
h den Zweck haben, bei mechanischer oder maschineller Herstellung der positiven
Elektrodenplatten den Masseauftrag in gleichmäßiger Dicke zu sichern. Oben und unten
ist jede Blechplatte f mit je zwei albgebogenen gelochten Laschen i versehen, mit
denen sie über die Bolzen b geschoben wird, wodurch die Lage der Elektroden innerhalb
des Behälters gesichert wird. Der aus Isoliermaterial bestehende Deckel h greift
über die Bolzen b und über den Ableitungsstab eia der Zinkelektrode e. Die Ableitung
von der positiven Elektrode erfolgt durch einen der Bolzen b. Verzinnt man die obere
Kante n der negativen Elektrode, dann bleibt, wie erwähnt, beim Gebrauch des Elementes
diese Kante sowie auch die beiden in den Nuten d befindlichen Kanten bestehen, und
sie bilden ein Gerippe für die der Abnutzung unterworfene negative Elektrodenplatte
bis zum letzten Rest. Der Elektrolyt wird in solcher Menge in das Element eingegossen,
bis sein Spiegel mit dem oberen Ende der porösen Körper c abschließt.
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Sollen die positven Elektroden regeneriert werden, dann gießt man
den Elektrolyt aus und erhitzt nach Entfernung der Zinkplatte das Ganze, so@ daß
der von den porösen Körpern aufgesaugte Elektrolyt schnell verdampf, wodurch der
Regenerierungsvorgang der positiven Elektrode wesentlich beschleunigt wird.
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Man kann aber sowohl den porösen Körper als auch die positive Elektrode
gemäß Abb.6 kastenförmig gestalten, und auch in diesem Falle kann die positive Elektrode
durch Laschen an die Bolzen b, über welche der poröse Körper mit seinen Kanälen
geschoben wird, angeschlossen werden, um den ganzen inneren Aufbau unverrückbar
zu machen. An den beiden gegenüberliegenden Schmalseiten wird in diesem Falle der
poröse Körper ebenfalls mit Vorsprüngen versehen, in welchen sich die Schlitze d
für die Aufnahme der negativen Elektrode befinden. Es liegt dem aber keineswegs
etwas entgegen, die negative Elektrode auch anders, beispielsweise in die beiden
. gegenüberliegenden Diagonalecken, einzusetzen, wodurch dann die sämtlichen vier
Seiten der positiven Elektrode, wenn diese kastenförmig gemacht wird, einer wirksamen
Fläche der negativen Elektrode gegenüberstehen. Die punktierte Linier deutet diesen
Fall an.
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Soll das Element runden Querschnitt erhalten, dann kann der Aufbau
ungefähr nach Abb.7 erfolgen. Es ist hierbei wiederum a der Behälter, während f,
f1 die konzentrisch übereinander angeordneten positiven Elektroden sind. c ist der
in diesem Falle rohrförmig gestaltete poröse Körper, der an zwei gegenüberliegenden
Stellen die erwähnten Schlitze d aufweisen kann, in welche die ein- oder zweiteilige
negative Elektrode c eingesetzt ist. Auch in diesem Falle kann man die obere Kante
der negativen Elektrode verzinnen, so daß der obere Rand mit den in den Schlitzen
d sitzenden Kanten bei der Abnutzung der Elektrode als Gerippe stehenbleibt und
dem übrigen Elektrodenkörper als Stütze dient. Will man bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. 7 die Schlitze nicht gebrauchen, dann kann man zur Führung der zylindrischen
negativen Elektrode drei oder vier Rippen in dem porösen Körper vorsehen, die zur
Führung der negativen Elektrode dienen. Der gegenseitige Abstand zwischen den Elektroden
f; f1, e kann auch hier wieder durch Bolzen und Laschen gesichert werden, und zwar
in ähnlicher Weise wie bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.