DE538306C - In einen Stromkreis mit einer gegebenen Stromquelle zur Verminderung der an einem Verbraucher liegenden Spannung einzuschaltende elektrolytische Zelle - Google Patents

Description

Häufig ist es erwünscht, eine Speicherbatterie während ihrer Ladung nicht vom Belastungskreis zu trennen. Da jedoch die Klemmenspannung der Batterie während ihrer Ladung höher ist, als sie im Belastungskreis gewünscht wird, ist es dann erforderlich, die Batteriespannung zu drosseln. Benutzt man hierzu einen Widerstand, so zeigt sich der Nachteil, daß der durch ihn erreichte Spannungsabfall mit der Belastung veränderlich ist. Zur Beseitigung dieses Übelstandes hat man daher vorgeschlagen, an Stelle eines Widerstandes eine sogenannte GEMK-Zelle zu verwenden, die aus zwei oder mehr in einen geeigneten Elektrolyten eingetauchten Elektroden besteht und dem Strom eine entgegengesetzt gerichtete Spannung aufdrückt, die von der Belastung nahezu unabhängig ist. Wenn die Speicherbatterie nicht geladen wird, schließt man diese Zellen einfach kurz. Eine der bisher gebräuchlichsten Typen einer solchen Zelle besteht aus zwei Elektroden aus Blei oder aus einer Legierung von Blei und Antimon, welche in verdünnte Schwefelsäure eingetaucht sind.

Indes weist auch eine solche Zelle gewisse Nachteile auf: Die Elektroden werden von dem Elektrolyten allmählich angegriffen und zerstört, so daß sie abbröckeln und sich auf dem Boden der Zelle in Form eines Niederschlags ansammeln. Solche GEMK-Zellen entwickeln einen gewissen Kapazitätswert, der bei dem nach Beendigung der Batterieladung erfolgten Kurzschließen der Zelle einen hohen Stromfluß hervorruft; nach Beendigung des Kurzschlusses, d. h. bei Wiederbeginn der Batterieladung, benötigt die Zelle dann eine recht beträchtliche Zeit, um wieder eine gegenelektromotorische Kraft zu entwickeln.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugründe, eine GEMK-Zelle zu schaffen, deren Elektroden weder die Neigung besitzen, abzubröckeln und einen Satz auf dem Zellenboden zu bilden, noch eine nennenswerte Betriebskapazität entwickeln, so daß die Zelle kurzgeschlossen werden kann, ohne daß ein hoher Stromfiuß auftritt und bei Unterbrechung des Kurzschlusses längere Zeit erforderlich wäre, um die Spannung wiederherzustellen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß wenigstens eine der Elektroden aus metallischem Nickel oder aus Nickellegierungen besteht, welche kein aktives Material enthalten, und daß als Elektrolyt eine Lösung eines alkalisch wirkenden Hydroxyds, z. B. eines Alkali-Hydroxyds, dient. Diesem Elektrolyten kann man vorteilhafterweise gemäß der Erfindung noch eine lösliche Chromverbindung, insbesondere Alkalichromat, zusetzen.

Die Abbildung zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Er-

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findung. Mit ι ist der Behälter bezeichnet, der aus jedem geeigneten Material bestehen kann, welches der Einwirkung des in dieser Zelle verwendeten Elektrolyten standzuhalten vermag. 2 und 3 sind die Elektroden, welche gemäß der Erfindung aus metallischem Nikkelblech oder aus Blechen einer geeigneten Nickellegierung, wie z. B. aus Nickelchrom, bestehen. Die Elektroden sind mit Klemmenschrauben 6 und 7 versehen. Der Elektrolyt 4 ist eine Lösung von einem oder mehreren Metalloxyden von solcher Art, daß das Metall nicht elektrolytisch abgeschieden wird. Hierfür eignen sich beispielsweise Natrium- oder Kaliumhydroxyd. Dieser Lösung wird vorteilhafterweise eine Menge einer Verbindung beigesetzt, welche Chrom oder ein verwandtes und in ähnlicher Weise reagierendes Metall enthält. Natrium- oder Kaliumchromat sind hierfür geeignet. Über dem Elektrolyten ist eine Schicht von Öl oder einer ähnlichen die Zelle nicht schädlich beeinflussenden Flüssigkeit 5 vorgesehen, welche die Verdampfung herabsetzt und die Luft am Zutritt zum Elektrolyten verhindert, um so die Bildung von Alkali- oder anderen Metallkarbonaten zu verhindern, die sich andernfalls aus der Absorption von Kohlendioxyd aus der Luft bilden wurden.

Derartige GEMK-Zellen haben mehrere Vorteile: Die Verwendung von Nickel oder einer geeigneten Nickellegierung, wie z. B. Nickelchrom, für die Elektroden gewährleistet eine Elektrode, welche weder durch den Elektrolyten direkt praktisch im Betriebe noch durch die elektrolytischen Vorgänge in der Zelle angegriffen wird. Hieraus ergibt sich, daß kein nennenswerter Betrag von aktivem Material auf der Oberfläche dieser Elektroden erzeugt wird, und daß infolgedessen keine größere Aufspeicherung von Elektrizität in dieser Zelle möglich ist. Des ferneren kann auch kein Niederschlag auf dem Boden der Zelle entstehen. Durch die Verwendung einer Lösung von alkalisch wirkenden Hydroxyden als Elektrolyten wird ein geringer innerer Widerstand erhalten, so daß eine sehr konstante EMK bei großen Schwankungen des Stromflusses durch die Zelle geliefert wird. Der Zusatz von Natrium- oder Kaliumchromat ist ferner der Bildung von irgendwelchem aktiven Material auf den Oberflächen der Elektroden hinderlich.

Obwohl Nickel oder eine Nickellegierung als geeignetes Material für die Elektroden einer solchen Zelle erwähnt wurde, kann doch auch anderes Metall oder eine andere Metalllegierung verwendet werden, sofern sie nur derart beschaffen ist, daß sie mit dem Elektrolyten keine Verbindung eingeht oder von diesem nicht angegriffen wird, wenn durch die Zelle ein Strom fließt.

Wenn der Stromfluß in der Zelle stets in gleicher Richtung verläuft, so brauchen lediglich die positiven Elektroden gegen elektrolytischen Einfluß unempfindlich zu sein. Es gibt eine Reihe von Materialien, wie z. B. Eisen, die in diesem Falle als negative Elektroden brauchbar sind, -die jedoch als positive Elektroden unter den gleichen Bedingungen nicht in gleicher Weise arbeiten würden. Soll jedoch durch die Zelle der Strom nach Belieben in beiden Richtungen geschickt werden können oder soll es möglich sein, die Zelle in den Stromkreis ohne Berücksichtigung der Polarität einzuschalten, so wird man beide Elektroden aus gegen elektrolytische Einflüsse unempfindlichem Material herstellen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. In einen Stromkreis mit einer gegebenen Stromquelle zur Verminderung der an einem Verbraucher liegenden Spannung einzuschaltende elektrolytische Zelle, an der sich beim Betrieb eine der Spannung der Stromquelle entgegengesetzt gerichtete Spannung ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß die kein aktives Material enthaltenden Elektroden dieser Zelle aus metallischem Nickel oder aus Nickellegierungen bestehen und daß als Elektrolyt eine Lösung eines alkalisch wirkenden Hydroxyds, z. B. eines Alkalihydroxyds, dient.
2. 2. Abgeänderte Ausführungsform der Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode dieser Zelle aus metallischem Nickel oder aus Nickellegierungen besteht, welche kein too aktives Material enthalten, und daß die negative Elektrode aus einem andern Metall als Nickel, beispielsweise aus Eisen, besteht, welches in dem Elektrolyten kathodisch nicht angegriffen wird.
3. 3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten eine lösliche Chromverbindung, insbesondere Alkalichromat, zugesetzt ist. tio

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