DE50889C - Galvanisches Element - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf die Construction galvanischer Batterien, sowie die Füllung derselben mit einer verbesserten chemischen Mischung als erregende Flüssigkeit.

Die Füllung besteht in einer chromsäurehaltigen Flüssigkeit, die aus einer Lösung von Chromsäure (nicht eines alkalischen Chromsalzes) in verdünnter Chlorwasserstoffsäure gebildet wird.

Chromsäure kann angewendet werden entweder in ihrer gewöhnlichen Form oder in Form von mehr oder minder reinen Lösungen, die durch Behandlung alkalischer Chromsalze mit Schwefelsäure und Krystallisation der durch die Reaction entstehenden alkalischen schwefelsauren Salze behufs Ausscheidung derselben aus der Flüssigkeit gewonnen werden.

Eine chlorchromsaure Lösung kann auch durch Aufnahme von Dämpfen von Chlorchromsäure in Wasser erhalten werden, indem diese Dämpfe zersetzt und in Form einer Mischung von Chlorwasserstoffsäure und Chromsäure gelöst sind. Auch kann die Lösung durch Auflösen von vornherein dargestellter Chlorchromsäure in W ,asser erhalten werden.

Es sind übrigens mehrere Verfahren bekannt, um Chromsäure sowohl im festen als flüssigen Zustande und genügend frei von alkalischen Basen, um in dieser elektrischen oder galvanischen Batterie verwendet zu werden, herzustellen.

Bei Ausführung der Erfindung kann Chromsäure in allen ihren industriellen oder sonstigen Formen und auf irgend eine der bekannten Weisen hergestellt, gebraucht und ihre Mischung mit Chlorwasserstoffsäure ' durch irgend einen passenden Procefs und in beliebigen Verhältnissen bewirkt werden.

Der Gebrauch von Chromsäure (nicht eines chromsauren Salzes) in chlorwasserstoffsaurer Lösung bildet demnach eine ausgeprägte Eigenthümlichkeit der Erfindung.

Die chlorchromsauren Flüssigkeiten können durch die angeführten Verfahrungsweisen erhalten werden, aber diejenigen, welche die besten Wirkungen ergeben, werden durch Auflösen von reiner krystallisirter Chromsäure direct in mehr oder weniger verdünnter Chlorwasserstoffsäure erhalten. In welchem Verhältnifs diese beiden Säuren auch gemischt werden mögen, so werden doch mit den weiterhin beschriebenenElementen gute Wirkungen hervorgebracht. Als Beispiel einer passenden Mischung mag das Folgende dienen:

Chlorwasserstoffsäure von 11⁰B. 200 ecm, reine krystallisirte Chromsäure 40 bis 100 g.

Ein wichtiges Charakteristikum der Erfindung besteht in der besonderen Wirksamkeit der neuen chlorchromsauren Batterie, deren Kraft in Watts pro Kilogramm und Secunde bedeutend gröfser ist, als die einer gewöhnlichen chromsauren Batterie. Zum Vergleich sei von drei Batterien die erste mit chlorchromsaurer Flüssigkeit, die zweite mit einer chlorwasserstoffsauren Lösung von doppeltchromsauer Potasche (d'Arsonval's Batterie) und die dritte mit schwefelsaurer Lösung von doppeltchromsaurer Potasche hergestellt, so verhält sich die entwickelte Kraft, in Watts beinahe wie 6:2:1.

Die neue Batterie besitzt ferner im Ganzen eine besondere (in Joules von der Batterie pro Kilogramm abgegeben) Energie, die der der

gewöhnlichen chromsauren 'Batterie bedeutend überlegen ist.

Wird für einen Theil der Chlorwasserstoffsäure eine gleiche Menge Schwefelsäure genommen, so wird die durch die Flüssigkeit pro Secunde ausgeübte Energie verringert, aber ■im Ganzen bleibt die entwickelte Energie dieselbe. Hierdurch kann die Zeitlä'nge, für welche die Energie der erregenden Flüssigkeit im Ganzen zur Geltung kommt, den Anforderungen entsprechend regulirt werden.

Die Elemente selbst bestehen ein jedes aus einem (oder mehreren) verticalen, röhrenförmigen Paar von Elektroden: die eine ein Zinkstab oder -Stift, dessen Durchmesser im Verhältnifs zur Länge sehr klein ist, und die andere ein leitender Cylinder, der den Zinkstab umgiebt und aus Kohle oder einem anderen passenden Material hergestellt ist. Eine Zelle aus Glas, Ebonit oder anderem passenden Material enthält die Flüssigkeit, in der also sowohl der Zinkstab, als auch der denselben umgebende leitende Cylinder eingetaucht ist.

In der Zeichnung ist ein solches Element, aus einem Paar von Elektroden bestehend, im verticalen, axialen Schnitt dargestellt, α ist die negative Zinkelektrode, b die positive, den Zinkstab umgebende Elektrode, die durch einen Ring oder eine Scheibe b¹ am oberen Ende getragen wird und an ihrem unteren Ende mit dem Ebonitringe b² verbunden ist. Der Zinkstab α ruht mit seinem Kopf a' auf der metallenen Nabe α² einer das Element zudeckenden Scheibe und ist in derselben durch die Prefsschraube a^s befestigt. a* ist der negative, b³ der positive Leitungsdraht. Die Zelle c ist von Ebonit, Glas oder einem anderen passenden Material und bezeichnet d die Oberfläche der erregenden Flüssigkeit. Die Zelle kann indessen ganz weggelassen werden und die Flüssigkeit direct in den leitenden Cylinder, der dann wasserdicht gemacht sein mufs, gebracht werden.

Das einzelne Element * kann aber auch aus mehreren Paaren röhrenförmiger Elektroden bestehen, die in die in der Zelle c befindliche Flüssigkeit eintauchen.

Es sei hier bemerkt, dafs der Gebrauch einer durch eine Kohlen- oder Metallröhre eingeschlossenen Zinkelektrode an sich nicht beansprucht wird, da ein Zinkstab schon in der Leclanche-Batterie verwendet wird, ebenso auch nicht der Gebrauch der Kohlen- oder Metallröhre an sich, sondern die Combination des Zinkstabes mit der einschliefsenden Röhre und die Anordnung dieser Stücke. So sind schon Batterien, z. B. von Bunsen, bekannt, in denen Zink sich im Innern eines Kohlencylinders befindet, aber das Zink bildet in ihnen keinen Stab, sondern im Verhältnifs zu seiner Länge ein kurzes dickes Stück.

Der Zinkstab ist derart bemessen, dafs er vollständig aufgezehrt ist, wenn die Flüssigkeit erschöpft ist, so dafs jede neue Füllung auch mit der Erneuerung des Zinkstabes zusammenfallen sollte. Der Zweck dieser Einrichtung ist, in die Batterie nur gerade so viel Zink zu bringen, als für ihre ,Wirksamkeit nothwendig ist, und dadurch ihr Gewicht und ihre Gröfse auf ein Minimum zu reduciren.

Durch die Construction der Batterie in der beschriebenen Weise wird die Dichte des Stromes auf dem Zink vergröfsert und folglich die örtliche Thätigkeit verringert im Vergleich mit der elektrischen Thätigkeit, die die verwendbare Arbeit, der Batterie darstellt. Die Arbeitskraft der Batterie wird daher vergröfsert.

Die Röhrenform des Elementes in den beschriebenen Verhältnissen wirkt günstig auf die Abkühlung desselben, die nothwendig ist, weil die besondere Thätigkeit der Batterie sehr grofs ist und die Flüssigkeit eine zu hohe Temperatur annehmen könnte, wenn die Zelle nicht eine im Verhältnifs zu ihrem Inhalt beträchtliche äufsere Oberfläche hätte.

Eine andere Eigenthümlichkeit der Erfindung ist die Verwendung eines Silberbleches, welches auf beiden Seiten durch Plattirung mit einer sehr dünnen Decke von Platin überzogen ist, als positive Elektrode. Auf diese Weise erhält man einen Leiter, der die Leitungsfähigkeit des Silbers mit der Unangreifbarkeit des Platins verbindet, dessen Herstellungskosten aber nicht viel mehr betragen, als wenn er ganz aus Silber gemacht wäre.

Uebrigens kann die Construction der Batterie etwas modificirt werden, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen; z. B. anstatt das Zink λ in Stabform und die positive Elektrode b in Cylinderform anzuwenden, können sie winklige oder andere Formen bekommen, vorausgesetzt, dafs die beschriebenen und in der Zeichnung angegebenen Verhältnisse innegehalten werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche: In elektrischen oder galvanischen Batterien:

1. Ein galvanisches Element, bei welchem die Erregungsfiüssigkeit aus Chromsäure (nicht doppeltchromsaurem Kali oder Potasche) und Hydrochlorsäure zusammengesetzt ist.

2. Bei solchen galvanischen Elementen die Anwendung von Elektroden aus beiderseitig mit Platin plattirtem Silber.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.